專利名稱：大型整體無軟帶淬火機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及淬火機(jī)床，特別涉及一種大型整體無軟帶淬火機(jī)床。
背景技術(shù)：
主要由淬火機(jī)床、中頻電源(高頻電源、超音頻電源、超高頻電源)、冷卻裝置三大部分組成；其中高頻淬火機(jī)床由床身、上下裝夾機(jī)構(gòu)、夾緊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、淬火變壓器及諧振槽路、冷卻系統(tǒng)、淬火液循環(huán)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成，淬火機(jī)床一般都是單工位(小直徑工件時(shí)可以采用雙工位淬火機(jī)床)；淬火機(jī)床從結(jié)構(gòu)上有立式和臥式兩大類，用戶可根據(jù)淬火工藝選擇淬火機(jī)床，對于特殊零件或特殊工藝，可根據(jù)加熱工藝要求設(shè)計(jì)制造專用淬火機(jī)床。高頻率電磁感應(yīng)加熱淬火工藝具有能量集中可控，能量利用率高，無污染，便于自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)勢，越來越多地應(yīng)用于各種行業(yè)，尤其是汽車、軸承、機(jī)床等行業(yè)。但目前在大直徑盤類零件的感應(yīng)淬火領(lǐng)域,如直徑大于500_的大型軸承內(nèi)外圈，尚無可靠的整體淬火工藝設(shè)備。各生產(chǎn)廠家仍在使用感應(yīng)器掃描式加熱的有軟帶設(shè)備，其產(chǎn)品表面始終存在20-80mm的接口區(qū)，無法淬硬，大大降低產(chǎn)品使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種感應(yīng)加熱、一次性整體加熱、快速冷卻的，保證加工零件無軟帶的大型整體無軟帶淬火機(jī)床。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下大型整體無軟帶淬火機(jī)床，包括地平面上部結(jié)構(gòu)和地平面下部結(jié)構(gòu)，所述地平面下部結(jié)構(gòu)包括 一機(jī)床床身，機(jī)床床身包括上平臺(tái)和下底座兩部分，上平臺(tái)與下底座之間采用立柱聯(lián)接支撐；一工件旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括與定位夾具連接并帶動(dòng)定位夾具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、為旋轉(zhuǎn)軸提供動(dòng)力的第一伺服電機(jī)、以及與第一伺服電機(jī)連接的精密行星減速機(jī)；一工件升降機(jī)構(gòu)，包括第二伺服電機(jī)、與第二伺服電機(jī)連接的兩級精密減速機(jī)、升降滾珠絲杠副、升降導(dǎo)柱、升降滑板；升降導(dǎo)柱安置在上平臺(tái)與下底座之間，升降滑板安置在升降滾珠絲杠副和升降導(dǎo)柱上，第二伺服電機(jī)和兩級精密減速機(jī)安置在下底座上；所述地平面上部結(jié)構(gòu)包括一安置在上平臺(tái)上的淬火液水箱；一安置在淬火液水箱中部上側(cè)且可自由升降的定位夾具；一均勻分布在淬火液水箱周圍的負(fù)載系統(tǒng)，所述負(fù)載系統(tǒng)至少為3套，所述負(fù)載系統(tǒng)由淬火變壓器、補(bǔ)償電容以及與淬火變壓器連接的淬火感應(yīng)器組成，淬火感應(yīng)器采用卡具定位；一為負(fù)載系統(tǒng)提供動(dòng)力且與負(fù)載系統(tǒng)數(shù)量等同的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，所述伺服驅(qū)動(dòng)裝置包括伺服電機(jī)、直線導(dǎo)軌副以及滾珠絲杠副；一與淬火感應(yīng)器數(shù)量相同的感應(yīng)器自動(dòng)跟隨裝置，所述感應(yīng)器自動(dòng)跟隨裝置包括負(fù)載滑臺(tái)和安裝在淬火感應(yīng)器上的隨動(dòng)定位輪；一電氣數(shù)控系統(tǒng)，包括操作面板、操縱箱以及手持單元。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述地平面下部結(jié)構(gòu)還包括兩套升降配重系統(tǒng)。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述淬火液水箱內(nèi)設(shè)有對工件進(jìn)行噴射、循環(huán)攪動(dòng)的循環(huán)攪動(dòng)系統(tǒng)。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述升降滑板的升降速度為300mm/s。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述感應(yīng)器自動(dòng)跟隨裝置的控制精度為O. 1_。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述機(jī)床床身采用鋼骨架焊接形成。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述大型整體無軟帶淬火機(jī)床地平面上部結(jié)構(gòu)的高度不大于1. 8m,地平面下部結(jié)構(gòu)的高度不大于2m。通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型從根本上改變了原掃描淬火機(jī)床工作原理，采用多個(gè)淬火感應(yīng)器同步加熱，工件迅速浸入淬火液中快速冷卻，從而保證工件表面全部淬硬，不存在未淬硬的軟帶區(qū)域。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的`附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型俯視圖。圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱100、上平臺(tái)110、下底座120、立柱130、定位夾具140、旋轉(zhuǎn)軸150、第一伺服電機(jī)160、精密行星減速機(jī)170、第二伺服電機(jī)180、兩級精密減速機(jī)190、升降滾珠絲杠副200、升降導(dǎo)柱210、升降滑板220、淬火液水箱230、補(bǔ)償電容240、淬火感應(yīng)器250、直線導(dǎo)軌副260、滾珠絲杠副270、負(fù)載滑臺(tái)280、隨動(dòng)定位輪290、手持單元300、升降配重系統(tǒng)
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參見圖1和圖2所示，本實(shí)用新型大型整體無軟帶淬火機(jī)床包括地平面上部結(jié)構(gòu)和地平面下部結(jié)構(gòu)，地平面上部結(jié)構(gòu)的高度不大于1.8m，地平面下部結(jié)構(gòu)的高度不大于
2m ο本實(shí)用新型地平面下部結(jié)構(gòu)包括機(jī)床床身、工件旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、工件升降機(jī)構(gòu)；機(jī)床床身為鋼骨架焊接結(jié)構(gòu)，其包括上平臺(tái)100和下底座110兩部分，上平臺(tái)100與下底座110之間采用立柱120聯(lián)接支撐，上平臺(tái)100與地面等高；工件旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與定位夾具130連接并帶動(dòng)定位夾具130旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸140、為旋轉(zhuǎn)軸140提供動(dòng)力的第一伺服電150機(jī)、以及與第一伺服電機(jī)150連接的精密行星減速機(jī)160 ;其運(yùn)行速度可以隨時(shí)無級調(diào)整；工件在加溫、保溫、冷卻過程中均為勻速旋轉(zhuǎn)，工件旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)保證了工件整體淬硬層一致，不變形。工件升降機(jī)構(gòu)包括第二伺服電機(jī)170、與第二伺服電機(jī)170連接的兩級精密減速機(jī)180、升降滾珠絲杠副190、升降導(dǎo)柱200、升降滑板210 ;升降導(dǎo)柱200安置在上平臺(tái)100與下底座110之間，升降滑板210安置在升降滾珠絲杠副190和升降導(dǎo)柱200上，第二伺服電機(jī)170和兩級精密減速機(jī)180安置在下底座110上；該機(jī)構(gòu)在工作時(shí)，將第二伺服電機(jī)170水平旋轉(zhuǎn)動(dòng)作轉(zhuǎn)換為升降滾珠絲杠副190的垂直旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，控制升降滑板210上升或下降，其速度達(dá)到300mm/s，且可通過程序設(shè)定停止位置，定位精度為O. 1mm。本實(shí)用新型地平面上部結(jié)構(gòu)包括安置在上平臺(tái)100上的淬火液水箱220、安置在淬火液水箱200中部上側(cè)且可自由升降的定位夾具130、均勻分布在淬火液水箱220周圍的負(fù)載系統(tǒng)、為負(fù)載系統(tǒng)提供動(dòng)力且與負(fù)載系統(tǒng)數(shù)量等同的伺服驅(qū)動(dòng)裝置、與淬火感應(yīng)器240數(shù)量相同的感應(yīng)器自動(dòng)跟隨裝置以及電氣數(shù)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型淬火液水箱220內(nèi)設(shè)有對工件進(jìn)行噴射、循環(huán)攪動(dòng)的循環(huán)攪動(dòng)系統(tǒng)。為適合工件直徑規(guī)格，本機(jī)床有多種配置，Φ600πιπι及以下工件配3套負(fù)載；Φ 600mm至Φ 1200mm工件配6套負(fù)載；Φ 1200mm以上工件配8套或更多套負(fù)載；每套負(fù)載系統(tǒng)由淬火變壓器、補(bǔ)償電容230以及與淬火變壓器連接的淬火感應(yīng)器240組成，各部分均集成裝配在同一移動(dòng)平臺(tái)上，由伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠副260驅(qū)動(dòng)在工件的徑向移動(dòng)，以直線導(dǎo)軌副250導(dǎo)向，用于淬火感應(yīng)器240在工件淬硬面定位。本實(shí)用新型可以根據(jù)工件需淬硬面形狀設(shè)計(jì)制造專用淬火感應(yīng)器240。負(fù)載系統(tǒng)與加熱電源聯(lián)接采用特制專用軟電纜，采用無感傳輸方式，無需水冷，不影響負(fù)載系統(tǒng)的位移動(dòng)作。淬火感應(yīng)器240與淬火變壓器聯(lián)接為快換聯(lián)接裝置，淬火感應(yīng)器240安裝時(shí)采用卡具定位，自動(dòng)接通冷卻水路，各水路、電纜均由坦克鏈約束規(guī)范移動(dòng)。本實(shí)用新型還配備與淬火感應(yīng)器240數(shù)量相同的感應(yīng)器自動(dòng)跟隨裝置，感應(yīng)器自動(dòng)跟隨裝置包括負(fù)載滑臺(tái)270和安裝在淬火感應(yīng)器240上的隨動(dòng)定位輪280 ;以保證淬火感應(yīng)器240和工件之間的間隙，感應(yīng)器自動(dòng)跟隨裝置的控制精度為O.1mm,隨動(dòng)定位輪280驅(qū)動(dòng)負(fù)載滑臺(tái)270徑向浮動(dòng)，從而保持了淬火感應(yīng)器240與工件表面間隙恒定。本實(shí)用新型電氣數(shù)控系統(tǒng)包括操作面板、操縱箱以及手持單元290，其便于手動(dòng)操作，調(diào)整找正初始位置，啟動(dòng)后完成對整個(gè)淬火過程的監(jiān)控。電氣數(shù)控系統(tǒng)可存儲(chǔ)多種淬火加工工藝程序，根據(jù)試樣淬火結(jié)果，輸入工件零件型號，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)出相應(yīng)的程序，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，機(jī)床即可進(jìn)行自動(dòng)加工。以曲線方式記錄整個(gè)加工工藝相關(guān)參數(shù)，以備追索和查詢，零件冷卻時(shí)間可根據(jù)工件有效加熱區(qū)域自動(dòng)調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型地平面下部結(jié)構(gòu)還包括兩套升降配重系統(tǒng)300，該升降配重系統(tǒng)300與工件升降機(jī)構(gòu)配合使用，其根據(jù)運(yùn) 動(dòng)部件重量配以等重的配重塊，減少滾珠絲杠負(fù)荷和快速啟動(dòng)以及停止時(shí)的沖擊。[0046]本實(shí)用新型的工作流程如下工作前，機(jī)床各部處于原位狀態(tài)各負(fù)載滑臺(tái)270在外部最大位置、升降滑板210停留在高位，定位夾具130在淬火液面上部、工件不旋轉(zhuǎn)。工作時(shí)，人工將工件吊裝到定位夾具130上，工件自動(dòng)定位。選擇與工件相應(yīng)的加工程序，啟動(dòng)機(jī)床。各負(fù)載滑臺(tái)270同步向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，到位后停止，此時(shí)淬火感應(yīng)器240上的隨動(dòng)定位輪280與工件表面接觸，感應(yīng)器自動(dòng)跟隨裝置上的彈簧已預(yù)壓緊10-20mm ;淬火感應(yīng)器240有效加熱部件與工件表面保持合理間隙。淬火液水箱220內(nèi)的循環(huán)攪動(dòng)系統(tǒng)開啟，攪動(dòng)淬火液并與外部換熱器工作散熱。工件旋轉(zhuǎn)并達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速，高頻電源啟動(dòng)，各淬火感應(yīng)器240同時(shí)加熱工件。到達(dá)設(shè)定加熱時(shí)間(溫度)，高頻電源停止，各負(fù)載滑臺(tái)270快速回退。工件升降機(jī)構(gòu)內(nèi)的第二伺服電機(jī)170啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)兩級精密減速機(jī)180、升降滾珠絲杠副190帶動(dòng)升降滑板210快速下降，帶動(dòng)工件下降浸入淬火液中，迅速冷卻工件。冷卻時(shí)間到，工件旋轉(zhuǎn)停止，升降滑板210上升，工件升至液面上方，人工吊出工件；完成一次工作，可進(jìn)行下一次加工循環(huán)。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.大型整體無軟帶淬火機(jī)床，包括地平面上部結(jié)構(gòu)和地平面下部結(jié)構(gòu)，其特征在于所述地平面下部結(jié)構(gòu)包括 一機(jī)床床身，機(jī)床床身包括上平臺(tái)和下底座兩部分，上平臺(tái)與下底座之間采用立柱聯(lián)接支撐； 一工件旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括與定位夾具連接并帶動(dòng)定位夾具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、為旋轉(zhuǎn)軸提供動(dòng)力的第一伺服電機(jī)、以及與第一伺服電機(jī)連接的精密行星減速機(jī)； 一工件升降機(jī)構(gòu)，包括第二伺服電機(jī)、與第二伺服電機(jī)連接的兩級精密減速機(jī)、升降滾珠絲杠副、升降導(dǎo)柱、升降滑板；升降導(dǎo)柱安置在上平臺(tái)與下底座之間，升降滑板安置在升降滾珠絲杠副和升降導(dǎo)柱上，第二伺服電機(jī)和兩級精密減速機(jī)安置在下底座上； 所述地平面上部結(jié)構(gòu)包括 一安置在上平臺(tái)上的淬火液水箱； 一安置在淬火液水箱中部上側(cè)且可自由升降的定位夾具； 一均勻分布在淬火液水箱周圍的負(fù)載系統(tǒng)，所述負(fù)載系統(tǒng)至少為3套，所述負(fù)載系統(tǒng)由淬火變壓器、補(bǔ)償電容以及與淬火變壓器連接的淬火感應(yīng)器組成，淬火感應(yīng)器采用卡具定位; 一為負(fù)載系統(tǒng)提供動(dòng)力且與負(fù)載系統(tǒng)數(shù)量等同的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，所述伺服驅(qū)動(dòng)裝置包括伺服電機(jī)、直線導(dǎo)軌副以及滾珠絲杠副； 一與淬火感應(yīng)器數(shù)量相同的感應(yīng)器自動(dòng)跟隨裝置，所述感應(yīng)器自動(dòng)跟隨裝置包括負(fù)載滑臺(tái)和安裝在淬火感應(yīng)器上的隨動(dòng)定位輪； 一電氣數(shù)控系統(tǒng)，包括操作面板、操縱箱以及手持單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型整體無軟帶淬火機(jī)床，其特征在于所述地平面下部結(jié)構(gòu)還包括兩套升降配重系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型整體無軟帶淬火機(jī)床，其特征在于所述淬火液水箱內(nèi)設(shè)有對工件進(jìn)行噴射、循環(huán)攪動(dòng)的循環(huán)攪動(dòng)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型整體無軟帶淬火機(jī)床，其特征在于所述升降滑板的升降速度為300mm/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型整體無軟帶淬火機(jī)床，其特征在于所述感應(yīng)器自動(dòng)跟隨裝置的控制精度為0. 1mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型整體無軟帶淬火機(jī)床，其特征在于所述機(jī)床床身采用鋼骨架焊接形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型整體無軟帶淬火機(jī)床，其特征在于所述大型整體無軟帶淬火機(jī)床地平面上部結(jié)構(gòu)的高度不大于1. 8m,地平面下部結(jié)構(gòu)的高度不大于2m。
專利摘要本實(shí)用新型公開了大型整體無軟帶淬火機(jī)床，包括地平面上部結(jié)構(gòu)和地平面下部結(jié)構(gòu)，所述地平面下部結(jié)構(gòu)包括機(jī)床床身、安置在機(jī)床床身內(nèi)的工件旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和工件升降機(jī)構(gòu)；所述地平面上部結(jié)構(gòu)包括安置在上平臺(tái)上的淬火液水箱、安置在淬火液水箱中部上側(cè)且可自由升降的定位夾具、均勻分布在淬火液水箱周圍的負(fù)載系統(tǒng)、為負(fù)載系統(tǒng)提供動(dòng)力且與負(fù)載系統(tǒng)數(shù)量等同的伺服驅(qū)動(dòng)裝置、與淬火感應(yīng)器數(shù)量相同的感應(yīng)器自動(dòng)跟隨裝置以及電氣數(shù)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用多個(gè)淬火感應(yīng)器同步加熱，工件迅速浸入淬火液中快速冷卻，從而保證工件表面全部淬硬，不存在未淬硬的軟帶區(qū)域。
文檔編號C21D1/62GK202898464SQ201220456369
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者韓旭, 閆寶寧 申請人:上海恒精機(jī)電設(shè)備有限公司