一种立式高频感应淬火自动化热处理设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种立式高频感应淬火自动化热处理设备，包括高频感应淬火装置，所述高频感应淬火装置包括上夹持机构、下夹持机构、工件抓手和淬火总成；冷却水循环系统，所述冷却水循环系统包括集水槽、回水槽、回水泵、制冷机组和冷却水管；安装在高频感应淬火装置外侧的外罩，所述外罩上安装有与高频感应淬火装置电性连接的人机交互系统。本立式高频感应淬火自动化热处理设备可以实现工件的自动夹持、不同位置的高频淬火和冷却，淬火效率高，适应性强。性强。性强。

【技术实现步骤摘要】
一种立式高频感应淬火自动化热处理设备


[0001]本技术涉及淬火设备
，具体涉及一种立式高频感应淬火自动化热处理设备。

技术介绍

[0002]高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备。感应加热的原理:工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000
‑
300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800
‑
1000℃，而心部温度升高很小。
[0003]内燃机用凸轮轴的主要作用是通过摇臂和滚子驱动控制气门的开启和闭合，进而控制燃油燃烧，凸轮轴的转速很大，所以凸轮轴必须有足够高的要求，比如硬度、有效淬硬层深度和强度等，因此需要进行淬火处理，内燃机用凸轮轴的结构如图1所示，由A
‑
F等多个凸轮结构组成，实际淬火过程中，需要针对A
‑
F等不同位置进行淬火，其过程为当凸轮轴被夹持后，淬火感应器先与A位置接触，加热3秒，冷却3秒，然后将淬火感应器移动至B位置与A位置接触，对B位置加热3秒，冷却3秒，依次类推，直到F位置淬火完成后，才能下料。要满足上述淬火工艺主要存在如下几个难点：
[0004](1)如何实现凸轮轴的自动上下夹持，确保凸轮轴的夹持及高速旋转过程中的稳定性；
[0005](2)如何保证凸轮轴从A
‑
F位置的精确移动及高频淬火；
[0006](3)如何提高淬火的效率；
[0007](4)如何提高设备的适用性，以便适应不同长度，不同型号凸轮轴的淬火要求。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本技术提出了一种立式高频感应淬火自动化热处理设备，可以实现工件的自动夹持、不同位置的高频淬火和冷却，淬火效率高，适应性强。
[0009]本技术提供了一种立式高频感应淬火自动化热处理设备，包括：高频感应淬火装置，所述高频感应淬火装置包括上夹持机构、下夹持机构、工件抓手和淬火总成，所述上夹持机构包括上顶尖定位驱动装置和上顶尖总成，所述上顶尖总成安装在上顶尖定位驱动装置上，所述上顶尖定位驱动装置用于驱动上顶尖总成上下垂直移动；所述下夹持机构安装在上顶尖总成的下方，所述下夹持机构包括下顶尖，所述下顶尖由下顶尖驱动电机驱动；工件抓手安装在下顶尖的一侧；所述淬火总成包括高频淬火驱动装置和高频淬火机构，所述高频淬火机构安装在高频淬火驱动装置上，所述高频淬火驱动装置用于驱动高频淬火机构上下垂直移动，所述高频淬火机构安装在上夹持机构与下夹持机构之间；冷却水循环
系统，所述冷却水循环系统包括集水槽、回水槽、回水泵、制冷机组、冷却水管和热交换器，其中集水槽安装在下顶尖的下方，回水槽安装在高频感应淬火装置的后方，集水槽和回水槽之间通过管道连接，热交换器与回水槽之间通过回水泵连接，热交换器与制冷机组之间通过管道连接，制冷机组通过冷却水管与安装在高频感应淬火装置工件淬火位的喷头连接；安装在高频感应淬火装置外侧的外罩，所述外罩上安装有与高频感应淬火装置电性连接的人机交互系统。
[0010]在上述技术方案中，实际工作时，首先通过机械手将需要进行淬火的凸轮轴放置在下夹持机构的下顶尖上，为了确保凸轮轴稳定竖立在下顶尖上，特在下顶尖的一侧对应设置一个工件抓手，然后通过工件抓手将凸轮轴定位抓稳，上料机械手就可以复位抓取下一个凸轮轴，然后通过高频淬火驱动装置驱动高频淬火机构向下移动使得高频淬火机构与凸轮轴A位置的表面接触，然后再通过上顶尖定位驱动装置驱动上顶尖总成向下移动到位，使得上顶尖总成中的上顶尖顶住凸轮轴的顶部，从而将凸轮轴夹持在上顶尖和下顶尖之间，实现工件的自动夹持，然后工件抓手松开凸轮轴，下顶尖驱动电机驱动凸轮轴高速旋转，凸轮轴在高速旋转的过程中，高频淬火机构工作，使凸轮轴A位置表面迅速加热，加热后向工件喷射冷却液体，实现对凸轮轴A位置的淬火处理，然后，当需要对凸轮轴B位置进行淬火时，通过高频淬火驱动装置再次驱动高频淬火机构向下移动至凸轮轴B位置，然后重复淬火工艺，直至凸轮轴F位置完成后，高频淬火驱动装置驱动高频淬火机构上升，通过工件抓手再次将凸轮轴定位抓稳，上顶尖定位驱动装置驱动上顶尖总成上升，机械手对淬火后的凸轮轴进行下料。淬火过程中，喷射的冷却水通过集水槽收集后回流至回水槽，回水槽内的冷却水通过回水泵输送热交换器进行热交换后，再输送至制冷机组制冷，最后通过冷却水管输送至冷却喷头，可以实现冷却水的循环使用，节约用水。通过人机交互系统可以实现对设备工作参数的设定及控制。通过人机交互系统可以实现对设备工作参数的设定及控制。
[0011]优选的，所述上顶尖总成包括滑动座，所述滑动座的背面通过滑块安装在上顶尖定位驱动装置上，所述滑动座的前侧面上安装有支板，支板上安装有横向调节气缸，所述横向调节气缸水平向前设置，上顶尖安装板安装在横向调节气缸的伸缩轴上，两并排间隔设置的上顶尖组件竖直向下固定在所述上顶尖安装板上。实际工作时，首先可以通过安装在支板上的横向调节气缸驱动安装在上顶尖安装板上的上顶尖组件在水平方向上的移动，从而可以增强上顶尖组件适应不同型号的工件夹持的要求，具有良好的适应性。
[0012]优选的，所述上顶尖定位驱动装置包括机架，所述机架上沿纵向安装有两条并行间隔设置的Z向导轨，机架的顶部安装有上顶尖升降驱动电机，所述上顶尖升降驱动电机的输出轴上安装有减速箱，所述减速箱的输出轴沿纵向设置，所述减速箱的输出轴上安装有与Z向导轨平行且纵向设置的丝杆，所述丝杆上对应安装有与丝杆相匹配的丝杆副，上顶尖总中的滑动座的背面通过滑块安装在上顶尖定位驱动装置的Z向导轨上，且滑动座的背面还与上顶尖定位驱动装置中的丝杆副固定连接。实际工作时，上顶尖升降驱动电机经过减速箱的减速后可以驱动丝杆正向或者反向旋转，然后再通过丝杆与丝杆副之间的配合，可以精确驱动滑动座沿Z向导轨上下移动，实现对上顶尖总成在纵向位置上的精确驱动。
[0013]优选的，所述上顶尖组件包括法兰管，所述法兰管沿纵向固定在上顶尖安装板上，纵向压紧气缸固定在法兰管的顶部且竖直向下设置，所述纵向压紧气缸的伸缩轴纵向贯穿法兰管后向下延伸，外轴套固定在法兰管的底部，轴座安装在外轴套的底部，压轴沿纵向安
装在所述轴座内，所述压轴位于纵向压紧气缸的伸缩轴的正下方，所述压轴顶部套接安装有上轴套，压轴上套接有弹簧，所述轴座的下方安装有转轴安装座，所述转轴安装座内安装有轴承，转轴沿纵向贯穿安装在所述轴承上，上顶尖竖直向下设置且与转轴的底部固定连接。实际工作时，当上顶尖升降驱动电机驱动上顶尖总成到合适的纵向位置后，横向调节气缸驱动上顶尖组件移动到工件位置的上方后，纵向压紧气缸推动压轴下压，压轴克服弹簧的弹力下压转轴，使得转轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于包括：高频感应淬火装置，所述高频感应淬火装置包括上夹持机构、下夹持机构、工件抓手和淬火总成，所述上夹持机构包括上顶尖定位驱动装置和上顶尖总成，所述上顶尖总成安装在上顶尖定位驱动装置上，所述上顶尖定位驱动装置用于驱动上顶尖总成上下垂直移动；所述下夹持机构安装在上顶尖总成的下方，所述下夹持机构包括下顶尖，所述下顶尖由下顶尖驱动电机驱动；工件抓手安装在下顶尖的一侧；所述淬火总成包括高频淬火驱动装置和高频淬火机构，所述高频淬火机构安装在高频淬火驱动装置上，所述高频淬火驱动装置用于驱动高频淬火机构上下垂直移动，所述高频淬火机构安装在上夹持机构与下夹持机构之间；冷却水循环系统，所述冷却水循环系统包括集水槽、回水槽、回水泵、制冷机组、冷却水管和热交换器，其中集水槽安装在下顶尖的下方，回水槽安装在高频感应淬火装置的后方，集水槽和回水槽之间通过管道连接，热交换器与回水槽之间通过回水泵连接，热交换器与制冷机组之间通过管道连接，制冷机组通过冷却水管与安装在高频感应淬火装置工件淬火位的喷头连接；安装在高频感应淬火装置外侧的外罩，所述外罩上安装有与高频感应淬火装置电性连接的人机交互系统。2.如权利要求1所述的立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于：所述上顶尖总成包括滑动座，所述滑动座的背面通过滑块安装在上顶尖定位驱动装置上，所述滑动座的前侧面上安装有支板，支板上安装有横向调节气缸，所述横向调节气缸水平向前设置，上顶尖安装板安装在横向调节气缸的伸缩轴上，两并排间隔设置的上顶尖组件竖直向下固定在所述上顶尖安装板上。3.如权利要求2所述的立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于：所述上顶尖定位驱动装置包括机架，所述机架上沿纵向安装有两条并行间隔设置的Z向导轨，机架的顶部安装有上顶尖升降驱动电机，所述上顶尖升降驱动电机的输出轴上安装有减速箱，所述减速箱的输出轴沿纵向设置，所述减速箱的输出轴上安装有与Z向导轨平行且纵向设置的丝杆，所述丝杆上对应安装有与丝杆相匹配的丝杆副，上顶尖总中的滑动座的背面通过滑块安装在上顶尖定位驱动装置的Z向导轨上，且滑动座的背面还与上顶尖定位驱动装置中的丝杆副固定连接。4.如权利要求2所述的立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于：所述上顶尖组件包括法兰管，所述法兰管沿纵向固定在上顶尖安装板上，纵向压紧气缸固定在法兰管的顶部且竖直向下设置，所述纵向压紧气缸的伸缩轴纵向贯穿法兰管后向下延伸，外轴套固定在法兰管的底部，轴座安装在外轴套的底部，压轴沿纵向安装在所述轴座内，所述压轴位于纵向压紧气缸的伸缩轴的正下方，所述压轴顶部套接安装有上轴套，压轴上套接有弹簧，所述轴座的下方安装有转轴安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟进棋，郑志爽，周彬，黄道欢，
申请(专利权)人：广东华茂精密制造股份有限公司，
类型：新型
国别省市：