TWI490341B - 內徑淬火裝置 - Google Patents

Description

內徑淬火裝置

本發明提供一種內徑淬火裝置，其是與熱處理的裝置有關。

淬火，是一種將金屬材料由高溫急速冷卻，使材料組織產生改變而提高材料強度的一種熱處理方法；而為便於淬火處理的進行而又有不同的淬火裝置需求，如第1圖所示為一種習知的淬火裝置10，該淬火裝置10結合加熱線圈11與冷卻水輸出裝置12，透過該淬火裝置10位移於待淬火工件內以該加熱線圈11進行加熱，加熱後再透過該冷卻水輸出裝置12輸出冷卻水進行急速冷卻的工作；雖然該淬火裝置10可同時進行加熱及冷卻水輸出的工作，但該淬火裝置10係由加熱線圈11及冷卻水輸出裝置12結合而成，因此加熱線圈11與冷卻水輸出裝置12的行徑路徑相同，除了電路、管路的配置難度高且複雜之外，整體結構複雜且體積龐大，因而又有成本高昂之缺失而有待改善；而另一種淬火裝置20如第2圖所示，該淬火裝置20同樣是結合加熱管21與冷卻水輸出管22，透過螺旋態樣延伸之加熱管21對工件進行加熱，加熱後再藉由該冷卻水輸出管22輸出冷卻水進行冷卻，此種淬火裝置20同樣具有結構複雜之缺失，且該淬火裝置20透過單一冷卻水輸出管22輸出冷卻水又產生淬火效率不佳之缺失，因此確有改善之必要；有鑑於此，本發明人潛心研究並更深入構思，歷經多次研發試作後，終於發明出一種內徑淬火裝置。

本發明提供一種內徑淬火裝置，其主要目的是改善習知淬火裝置結構複雜且淬火效率不佳之缺失。

為達前述目的，本發明提供一種內徑淬火裝置，包含： 一工件定位單元供以定位夾持一待淬火工件，該待淬火工件中心具有一軸線，且該工件定位單元具有一通口；一加熱線圈，設置於該工件定位單元的一側並位於軸線上，且該加熱線圈可沿該軸線位移；以及一噴水柱，設置於工件定位單元的另一側並位於該軸線上，且該噴水柱配合一昇降驅動單元驅動該噴水柱沿該軸線昇降位移，並可通過該通口伸入該待淬火工件的內徑。

藉由加熱線圈及噴水柱係分別由待淬火工件的兩側沿同一軸線向待淬火工件位移，加熱線圈伸入待淬火工件內徑加熱，而噴水柱伸入待淬火工件內徑冷卻達到淬火目的，沿同一軸線位移的配置能確實降低整體裝置體積，且加熱線圈及噴水柱分別設置的結構配置則又能簡化結構，同時簡化組裝工序及成本，而該噴水柱直接伸入待淬火工件內徑噴水之方式則又能提高淬火效率及效果。

《習知技術》

10‧‧‧淬火裝置

11‧‧‧加熱線圈

12‧‧‧冷卻水輸出裝置

20‧‧‧淬火裝置

21‧‧‧加熱管

22‧‧‧冷卻水輸出管

《本發明》

30‧‧‧轉動驅動單元

31‧‧‧轉軸

311‧‧‧容置空間

312‧‧‧樞套引水部

313‧‧‧擋階

314‧‧‧引水口

315‧‧‧驅轉軸部

32‧‧‧驅轉馬達

33‧‧‧皮帶

40‧‧‧噴水柱

41‧‧‧端緣

42‧‧‧柱體

421‧‧‧噴水孔

50‧‧‧工件定位單元

51‧‧‧通口

52‧‧‧夾爪裝置

521‧‧‧爪部

53‧‧‧排水通道

54‧‧‧帶動軸部

55‧‧‧襯套

60‧‧‧昇降驅動單元

61‧‧‧基座

611‧‧‧滑軌

62‧‧‧入水座

621‧‧‧裝置空間

622‧‧‧入水口

63‧‧‧壓缸

64‧‧‧驅動平台

70‧‧‧加熱線圈

W‧‧‧待淬火工件

X‧‧‧軸線

θ‧‧‧夾角

第1圖 為習知淬火裝置之示意圖。

第2圖 為另一種習知淬火裝置之示意圖。

第3圖 為本發明內徑淬火裝置的立體結構外觀示意圖。

第4A圖 為本發明內徑淬火裝置的結構剖視圖。

第4B圖 為第4A圖的局部放大圖。

第5圖 為本發明內徑淬火裝置的使用狀態示意圖，且為以加熱線圈進行加熱之狀態。

第6A圖 為本發明內徑淬火裝置的使用狀態示意圖，且為退出加熱線圈輸入冷卻水的淬火狀態。

第6B圖 為第6A圖的局部放大圖。

第7圖 為本發明內徑淬火裝置的另一實施例之立體外觀示意圖。

第8圖 為本發明內徑淬火裝置的另一實施例之結構剖視圖。

第9圖 為本發明內徑淬火裝置另一實施例的使用狀態示意圖，且為以 加熱線圈進行加熱之狀態。

第10圖 為本發明內徑淬火裝置另一實施例的使用狀態示意圖，且為退出加熱線圈輸入冷卻水的淬火狀態。

為使貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如后：本發明內徑淬火裝置的較佳實施例如第3至6圖所示，主要包含一工件定位單元50定位夾持一待淬火工件W，並配合一加熱線圈70及一噴水柱40位移於該待淬火工件W的內徑處，該待淬火工件W中心具有一軸線X，且該加熱線圈70及該噴水柱40係分別沿該軸線X而朝相反方向位移，並有一轉動驅動單元30驅動該工件定位單元50環繞該軸線X轉動，及一昇降驅動單元60驅動該噴水柱40沿軸線X昇降，其中：該轉動驅動單元30包含一轉軸31及一驅轉馬達32，該轉軸31為中空結構並具有一容置空間311且一端為一樞套引水部312，該容置空間311形成一擋階313，該樞套引水部312具有複數引水口314，各引水口314與該容置空間311連通，且該樞套引水部312更具有一驅轉軸部315；該驅轉馬達32連接該驅轉軸部315驅動該轉軸31轉動；該噴水柱40由一端緣41成形一空心形態的柱體42所構成，該端緣41外徑大於該柱體42外徑，該噴水柱40設置於工件定位單元50的一側並位於該軸線X上，且係可沿該軸線X位移地容置於該轉軸31的容置空間311內，且該噴水柱40一端的端緣41受限止於該擋階313，另一端則穿出該轉軸31異於該樞套引水部312的一端，且該噴水柱40的柱體42上開設複數噴水孔421，該柱體42係沿該軸線X延伸，而該噴水孔421則係朝向該端緣41的方向傾斜開放並與該軸線X具有一夾角θ；該工件定位單元50與該轉動驅動單元30連接並受其驅動而環繞該軸線X轉動，本實施例之該工件定位單元50固定連接於該轉動驅動單元30的該轉軸31異於該樞套引水部312的一端，且該工件定位單元50具有一通口51、一夾爪裝置52及一排水通道53，該通口51與該轉軸31的容置空間311連通，而該夾爪裝置52具有複數爪部521可朝該通口51位移 以夾持固定該待淬火工件W，該排水通道53連通該通口51，且該工件定位單元50與該轉軸31之間更設置一襯套55，而該噴水柱40的柱體42另一端是穿過該襯套55並伸入該工件定位單元50的通口51，並使該噴水柱40的端緣41受限於該擋階313及該襯套55之間；該昇降驅動單元60包含一基座61及一入水座62，該入水座62固定設置於該基座61並具有一裝置空間621，且該入水座62的周面貫通設置複數連通該裝置空間621的入水口622，該轉軸31以該樞套引水部312可樞轉地設置於該入水座62，且該樞套引水部312的驅轉軸部315貫穿該基座61並連接該驅轉馬達32，使該驅轉馬達32驅動該轉軸31轉動；而該轉軸31的引水口314位置相對該入水座62的入水口622位置，藉此使該昇降驅動單元60配合輸入水源驅動該轉軸31內的噴水柱40沿該軸線X昇降位移，並可使該噴水柱40通過該工件定位單元50的通口51伸入該待淬火工件W的內徑處；以及該加熱線圈70，可位移地設置於該工件定位單元50的另一側並位於該軸線X位置上，且該加熱線圈70可沿該軸線X相對該工件定位單元50位移。

以上為本發明內徑淬火裝置的結構組態及特徵，而其運作方式如第5、6圖所示，係先以該工件定位單元50將待淬火工件W夾持於各爪部521之間，接著令該加熱線圈70沿該軸線X位移並伸入該待淬火工件W的內徑處進行加熱；待加熱至淬火溫度時，再令該加熱線圈70沿該軸線X位移遠離該待淬火工件W，接著便能由該昇降驅動單元60的入水座62之入水口622輸入冷卻水，則冷卻水即能由該入水口622進入該入水座62的裝置空間621，並再由裝置空間621進入該轉軸31的引水口314及容置空間311內，藉由輸入冷卻水的水壓推移位於該容置空間311內的噴水柱40，使該噴水柱40的端緣41脫離該擋階313並向待淬火工件W的方向位移，持續輸入冷卻水使該噴水柱40向待淬火工件W的方向位移，最後使該噴水柱40的端緣41靠抵於該襯套55，持續輸入冷卻水使冷卻水由該噴水柱40的噴水孔421噴出，而該噴水柱40噴出的冷卻水即能直接面對該待淬火工件 W的內徑產生急速冷卻的淬火效果，而本發明之噴水孔421係設置為傾斜之態樣，傾斜之噴水孔421能提高冷卻水排出之順暢性，進而提高淬火效果；且在淬火的過程中，冷卻水持續輸入最後並能由該工件定位單元50的排水通道53排出，而當淬火完成後，只要停止輸入冷卻水源，則頂推該噴水柱40上昇的力量消失，則該噴水柱40即能因失去頂昇力量而回復出使位置，藉以完成完整的淬火工作；而本發明更提供另一實施例如第7至10圖所示，其主要是改變該轉動驅動單元30及該昇降驅動單元60的結構形態，而維持該加熱線圈70及該噴水柱40位移於該待淬火工件W的內徑處，且該加熱線圈70及該噴水柱40係分別沿該軸線X而朝相反方向位移之特徵，其中：該轉動驅動單元30包含一驅轉馬達32及一皮帶33，該轉動驅動單元30透過該皮帶33環繞該驅轉馬達32及該工件定位單元50的一帶動軸部54，透過該驅轉馬達32驅動該皮帶33運轉，並透過該帶動軸部54帶動該工件定位單元50轉動；而該昇降驅動單元60則包含一基座61、壓缸63及一驅動平台64，該基座61上設置複數滑軌611，而該昇降驅動單元60的壓缸63設置於該基座61上並固定連接該驅動平台64並可驅動該驅動平台64昇降，該驅動平台64可滑移地設置於各滑軌611，且該驅動平台64上再固定設置一入水座62，該入水座62為空心結構，而該噴水柱40固定設置於該入水座62並連通該入水座62內部，且該入水座62連通內部設置一入水口622供以輸入冷卻水；藉此，同樣地透過令加熱線圈70沿軸線X位移伸入待淬火工件W內徑處進行加熱，如第9圖所示，加熱後退出該加熱線圈70，如第10圖所示，接著就能驅動該昇降驅動單元60的壓缸63，使該壓缸63驅動該驅動平台64上昇並同時帶動該入水座62上昇，當該入水座62上昇並帶動該噴水柱40位於待淬火工件W內徑處時，即能由該入水口622輸入冷卻水，同樣地，冷卻水即能由該噴水柱40的噴水孔421噴出產生淬火的功效。

由上述的結構組態及使用說明可知，本發明的整體結構非常簡單，能降低整體結構成本及組裝成本；且透過該加熱線圈70與噴水柱40 係為分別設置並能沿同一軸線X位移之配置，如此能縮小整體裝置之體積，而能適用於小內徑工件的淬火加工，提高使用的適用性；另外，由於本案之噴水柱40之噴水孔421係向下傾斜設置，如此又能提高排水的順暢性，並同時提高淬火的效率及效果。

30‧‧‧轉動驅動單元

31‧‧‧轉軸

311‧‧‧容置空間

312‧‧‧樞套引水部

314‧‧‧引水口

315‧‧‧驅轉軸部

32‧‧‧驅轉馬達

40‧‧‧噴水柱

41‧‧‧端緣

42‧‧‧柱體

421‧‧‧噴水孔

50‧‧‧工件定位單元

51‧‧‧通口

52‧‧‧夾爪裝置

521‧‧‧爪部

53‧‧‧排水通道

55‧‧‧襯套

60‧‧‧昇降驅動單元

61‧‧‧基座

62‧‧‧入水座

621‧‧‧裝置空間

622‧‧‧入水口

70‧‧‧加熱線圈

W‧‧‧待淬火工件

X‧‧‧軸線

Claims (10)

1. 一種內徑淬火裝置，包含：一工件定位單元供以定位夾持一待淬火工件，該待淬火工件中心具有一軸線，且該工件定位單元具有一通口；一加熱線圈，設置於該工件定位單元的一側並位於軸線上，且該加熱線圈可沿該軸線位移；以及一噴水柱，設置於工件定位單元的另一側並位於該軸線上，且該噴水柱配合一昇降驅動單元驅動該噴水柱沿該軸線昇降位移，並可通過該通口伸入該待淬火工件的內徑。
2. 如申請專利範圍第1項所述的內徑淬火裝置，其中，該噴水柱上開設複數噴水孔，該噴水孔傾斜開放並與該軸線具有一夾角θ。
3. 如申請專利範圍第1項所述的內徑淬火裝置，其中，更包含一轉動驅動單元驅動該工件定位單元環繞該軸線轉動。
4. 如申請專利範圍第1項所述的內徑淬火裝置，其中，該昇降驅動單元包含一入水座，該入水座具有一裝置空間，且該入水座的周面貫通設置複數連通該裝置空間的入水口，而該工件定位單元與一轉動驅動單元連接並受驅動而環繞該軸線轉動，該轉動驅動單元包含一轉軸，該轉軸為中空結構並具有一容置空間且一端為一樞套引水部，該轉軸異於樞套引水部的一端固定連接於該工件定位單元，該容置空間形成一擋階，該樞套引水部具有複數引水口，各引水口與該容置空間連通，該轉軸以該樞套引水部可樞轉地設置於該入水座，並使該轉軸的引水口位置相對該入水座的入水口位置，而該噴水柱可位移地容置於該容置空間內，該昇降驅動單元配合輸入水源驅動該轉軸內的噴水柱沿該軸線昇降位移。
5. 如申請專利範圍第4項所述的內徑淬火裝置，其中，該昇降驅動單元更包含一基座，而該入水座固定設置於該基座，且該轉軸的該樞套引水部更具有一驅轉軸部，而該轉動驅動單元更包含一驅轉馬達，該驅轉軸部貫穿該基座並連接該驅轉馬達，使該驅轉馬達驅動該轉軸轉動。
6. 如申請專利範圍第4項所述的內徑淬火裝置，其中，該工件定位單元具有一通口、一夾爪裝置及一排水通道，該通口與該轉軸的容置空間連通，而該夾爪裝置具有複數爪部可朝該通口位移以夾持固定該待淬火工 件，該排水通道連通該通口。
7. 如申請專利範圍第4項所述的內徑淬火裝置，其中，該工件定位單元與該轉軸之間更設置一襯套，而該噴水柱由一端緣成形一空心形態的柱體所構成，該噴水柱一端的端緣受限止於該擋階，另一端則穿過該襯套並伸入該工件定位單元，並使該噴水柱的端緣受限於該擋階及該襯套之間，且該噴水柱的柱體上開設複數噴水孔，該柱體係沿該軸線延伸，而該噴水孔則係朝向該端緣的方向傾斜開放。
8. 如申請專利範圍第1項所述的內徑淬火裝置，其中，該昇降驅動單元包含一壓缸及一驅動平台，該壓缸固定連接該驅動平台並可驅動該驅動平台昇降，且該驅動平台上再固定設置一入水座，該入水座為空心結構，而該噴水柱固定設置於該入水座並連通該入水座內部，且該入水座連通內部設置一入水口供以輸入冷卻水。
9. 如申請專利範圍第8項所述的內徑淬火裝置，其中，該昇降驅動單元更包含一基座，該基座上設置複數滑軌，該壓缸設置於該基座上，而該驅動平台可滑移地設置於各滑軌。
10. 如申請專利範圍第3項所述的內徑淬火裝置，其中，該轉動驅動單元包含一驅轉馬達及一皮帶，該轉動驅動單元透過該皮帶環繞該驅轉馬達及該工件定位單元的一帶動軸部，透過該驅轉馬達驅動該皮帶運轉，並透過該帶動軸部帶動該工件定位單元轉動。