專利名稱：數控高頻淬火裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種淬火裝置，特別涉及一種數控高頻淬火裝置。
背景技術：
傳統的導軌高頻淬火裝置主要用于長直導軌零件的淬火熱處理，基本可以滿足一般導軌零件的淬火熱處理，主要結構有以下兩種第一、工件固定不動，感應線圈移動。其相對特點是工件固定不動，中高頻感應線圈移動淬火，其感應線圈移動結構復雜，對機床強度要求高，且工件淬火長度受限于機床大小。第二、工件固定在拖板上左右移動，感應線圈固定不動。其相對特點是工件固定在拖板上，隨拖板移動淬火，中高頻感應線圈固定不動，
其拖板移動結構簡單，但行程長，且工件淬火長度受限于拖板及機床大小，一般占地面積較大。隨著近幾年機床行業的迅速發展，直線導軌的市場需求越來越大，而且為提高機床精度，對于整根導軌的長度提出了更高的要求，上述兩種傳統的導軌高頻淬火裝置已經逐漸不能適應市場的需求了。

發明內容
本發明針對現有導軌高頻淬火裝置所存在的問題，而提供一種數控高頻淬火裝置，其克服現有導軌淬火裝置的不足之處，且結構優化，可有效提高生產效率，能較大降低生產成本。為了達到上述目的，本發明采用如下的技術方案數控高頻淬火裝置，該裝置包括主床體、淬火定位機構、上料床體、下料床體、高頻感應線圈、上、下料進給機構、上、下料夾緊機構、線圈調整機構以及冷卻循環系統，所述淬火定位機構、線圈調整機構以及冷卻循環系統對應的設在主床體上,所述高頻感應線圈通過線圈調整機構設在主床體上，所述上料床體、下料床體分別對稱設置在主床體兩側，所述上、下料進給機構分別設置在上料床體、下料床體上，所述上、下料夾緊機構分別設置在上、下料進給機構上。在本發明的優選實例中，所述上、下料進給機構結構相同，其包括滾珠絲杠、直線導軌以及伺服電機，所述滾珠絲杠與伺服電機相接，所述直線導軌與滾珠絲杠對應設置。進一步的，所述上、下料夾緊機構結構相同，為彈性自適應式夾緊機構，其包括浮動裝置、夾緊氣缸、夾緊壓塊、工件支撐滾輪，所述工件支撐滾輪用于對工件的移動進行上下定位；所述夾緊壓塊與工件支撐滾輪相配合對工件的上下料進行定位，所述夾緊氣缸驅動夾緊壓塊的夾緊動作，所述浮動裝置根據所夾工件的彎曲變形的情況來自動調整夾緊氣缸和夾緊壓塊的夾緊位置，實現了對工件的彈性夾緊。進一步的，所述線圈調整機構包括上下調整機構和前后調整機構，所述上下調整機構通過四根螺桿及螺帽連接高頻感應線圈的底部，通過螺桿及螺帽之間的配合實現高頻感應線圈上下位置的調整；所述前后調整機構與上下調整機構中連接并固定高頻感應線圈的底板配合相接，通過驅動螺桿進行前后移動。進一步的，所述淬火定位機構包括滾輪左右壓緊機構、壓緊調節螺釘、滾輪上下壓緊機構，所述滾輪左右壓緊機構與壓緊調節螺釘設置在主床體上，滾輪上下壓緊機構與滾輪左右壓緊機構連接。進一步的，所述冷卻循環系統由主床體上的四周排水結構、冷卻噴淋裝置、感應線圈冷卻水箱、感應線圈冷卻水降溫噴淋設備、淬火冷卻水箱、淬火冷卻水降溫噴淋設備、冷卻水空調限溫設備相互配合組成。再進一步的，所述冷卻噴淋裝置為圓形結構。根據上述方案形成的本發明的結構優化又簡潔，工藝性好，尤其是結構由傳統的工件固定、感應線圈移動式以及工件隨拖板移動、感應線圈固定式升級為感應線圈固定可調、工件自由移動式，且淬火加工對象可很長(理論是無限長)，工件夾緊為自適應式，一臺設備可對不同長度、大小的導軌進行淬火加工，是理想的提高生產效率、降低導軌生產成本的淬火設備。·
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發明。圖I為本發明的結構示意圖；圖2為本發明中主床體的結構示意圖；圖3為本發明中上、下料夾緊機構的結構示意圖；圖4為本發明中淬火定位機構的結構示意圖；圖5為本發明的俯視圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。參見

圖1，本發明提供的數控高頻淬火裝置包括主床體I、淬火定位機構11、上料床體2、下料床體3、高頻感應線圈4、上料進給機構5、下料進給機構6、上料夾緊機構7、下料夾緊機構8、線圈調整機構9以及冷卻循環系統10。參見圖2，主床體I為整個裝置對工件進行高頻淬火操作的主體，其上設置有淬火定位機構11、高頻感應線圈4、線圈調整機構9以及冷卻循環系統10。高頻感應線圈4是整個淬火系統高頻IGBT高速晶體管電源中的一個重要組成部分，用于對工件進行高頻感應淬火。由圖可知，高頻感應線圈4由淬火變壓器4-1、補償電容4-2及淬火感應器4-3相互連接組成，并且固定在線圈調整機構9上，其中的淬火感應器4-3可做微量的上下調整。在本發明的具體實例中，淬火變壓器4-1采用1000KVa/l-50KHz輕型鐵氧體淬火變壓器，采用14X 16的T2紫銅管和進口磁性材料制作，頻率1-50KHZ。補償電容4_2采用美國GE技術生產的體積小、重量輕，性能穩定的補償電容，上接U/V銅排采用疊加方式，減少電感干擾，電容采用德國MA公司的連接方式，電容器每組內襯絕緣材料，松開電容器一個銅螺帽就脫開一組電容，調整、維修簡便。淬火感應器4-3采用紫銅及耐高溫材料制作，中間可通冷卻水降溫，導電性好、重量輕。高頻IGBT高速晶體管電源是采用頻率掃描逆變控制方式進行頻率跟蹤調節，負載采用并聯諧振回路。設備具有線路簡單、控制精度高、操作方便、可靠性高等優點，它將50Hz的三相工頻電流經整流、濾波、逆變為3-20KHZ的超音頻電流，輸送至感應器，用于零件淬火。設備采用PLC控制，可與機床自動聯機，具有手動和自動轉換操作功能，自動控制加熱時間回淬火冷卻時間要求能完全滿足機床數控系統指令，采用三通道可在工作過程中根據要求自動調整頻率。在本發明中高頻IGBT高速晶體管電源安置在高頻IGBT高速晶體管電源箱12中，其主要由以下幾部分組成進線，整流部分，平波電抗器，逆變部分，水冷部分，控制系統，操作系統，可編程控制器，保護系統，淬火變壓器，補償電容，淬火感應器。線圈調整機構9固定安置在主床體I上，主要用于高頻感應線圈4的位置調整。其主要包括上下調整機構9-1及前后調整機構9-2。
由圖可知，上下調整機構9-1通過四根螺桿及螺帽連接高頻感應線圈4的底部，通過螺桿及螺帽之間的配合實現高頻感應線圈4上下位置的調整。前后調整機構9-2與上下調整機構9-1中連接并固定高頻感應線圈4的底板配合相接，通過驅動螺桿帶動高頻感應線圈4進行前后移動，從而實現調整高頻感應線圈4前后的位置。通過上下調整機構9-1及前后調整機構9-2的配合調整，可在淬火加工不同型號工件時對高頻感應線圈4的位置進行微調，以調整淬火感應器4-3與工件之間的間隙，達到淬火的穩定性、可操作性及擴大對不同工件的適應性。冷卻循環系統10用于淬火加工裝置在工作時的冷卻環節，其工作性能好壞以及是否穩定將直接關系到淬火加工的成敗。如圖5所示，為保證冷卻循環系統10的高性能和高可靠性，該冷卻循環系統10由主床體I上的四周排水結構(圖中未顯示)、冷卻噴淋裝置10-1、感應線圈冷卻水箱10-2、感應線圈冷卻水降溫噴淋設備10-3、淬火冷卻水箱10-4、淬火冷卻水降溫噴淋設備10-5、冷卻水空調限溫設備10-6組成。其中感應線圈冷卻水箱10-2及感應線圈冷卻水降溫噴淋設備10-3主要是對高頻IGBT高速晶體管電源箱12、高頻感應線圈4在工作時產生的熱量進行冷卻散熱，保證它們在工作時的穩定可靠。主床體I上的四周排水結構、冷卻噴淋裝置10-1、淬火冷卻水箱10-4、淬火冷卻水降溫噴淋設備10-5、冷卻水空調限溫設備10-6則是對淬火加工時的工件進行冷卻。因持續加熱，冷卻水的溫度會逐漸提高，漸漸影響淬火加工的質量，單靠淬火冷卻水降溫噴淋設備10-5在持續加工時間長時可能來不及冷卻，故必須增加冷卻水空調限溫設備10-6對淬火冷卻水的水溫進行控制，以穩定淬火加工質量。主床體I上的四周排水結構用于及時并快速的將噴灑的冷卻水排出，該排水結構包括設置在主床體內部的排水槽，該排水槽根據需要設計成坡度，加快冷卻水的流動與排出。排水槽的深度較深，使得淬火冷卻水直接可以順著臺面流入排水通道進入主床體I后面的冷卻設備中進行循環使用；同時較深的排水通道有效減少了冷卻水四處亂流的現象及冷卻水的損耗，降低了生產成本。參見圖2，本發明中的冷卻噴淋裝置10-1后面部分用螺釘固定在主床體I上，而前面部分則固定在前后調整機構9-2上。冷卻噴淋裝置10-1采用圓形結構，可調整冷卻水噴射角度與前后高低位置，這樣在進行工藝優化及工件試樣時極其有利。主床體I上的冷卻循環系統可滿足大工件淬火加工時的大流量冷卻水的噴射、排出與循環，具有結構簡單、經濟實用的特點。參見圖4，淬火定位機構11包括滾輪左右壓緊機構11-1、壓緊調節螺釘11-2、滾輪上下壓緊機構11-3。其中，滾輪左右壓緊機構11-1安裝在主床體I上，用于從工件的左右兩側壓緊工件。為便于調節及保持基準不變，滾輪左右壓緊機構11-1采用一端固定、另一端可調整的結構。壓緊調節螺釘11-2與滾輪左右壓緊機構11-1配合相接，用于調節滾輪左右壓緊機構11-1的開口大小。 滾輪上下壓緊機構11-3安置在主床體I上，與滾輪左右壓緊機構11-1相配合，實現從工件的上下兩側壓緊工件。為便于調節及保持基準不變，滾輪上下壓緊機構11-3也采
用一端固定、另一端可調整的結構。通過上述方案形成的淬火定位機構11能夠對淬火工件的變形起到一定的抑制作用，配合線圈調整機構9可保持各不同大小規格的工件淬火加工基準不變，有利于工件尺寸與精度的穩定。其具體的使用過程如下首先，根據工件大小，通過壓緊調節螺釘11-2調整滾輪左右壓緊機構11-1的開口大小，以及滾輪上下壓緊機構11-3的位置。因主床體I上的滾輪左右壓緊機構11-1及滾輪上下壓緊機構11-3的后基準和下基準在裝配機床時實現與上料夾緊機構7、下料夾緊機構8中基準調整至一致。然后，將工件推入淬火感應器4-3中，依據相距的間隙，通過線圈調整機構9的上下調整機構9-1調整線圈的上下位置，通過前后調整機構9-2調整線圈的前后位置及距離工件的間隙。這樣就可對工件的淬火位置進行精確定位，且基本上同一種工件只需調整一次即可。上料床體2用于將待淬火操作的工件送入主床體I中進行淬火操作。為此，上料床體2設置在淬火操作流程方向上的上方，如圖I所示，本發明設置在主床體I左側，同時在上料床體2上設置有上料進給機構5和上料夾緊機構7。其中，上料夾緊機構7用于夾緊相應的工件，而上料進給機構5用于推動夾緊工件的上料夾緊機構7，兩者配合實現工件淬火過程中的自動進給。上料進給機構5包括滾珠絲杠5-1、直線導軌5-2以及伺服電機5_3。滾珠絲杠5-1與上料夾緊機構7相接，用于驅動上料夾緊機構7沿直線導軌5-2移動，其沿上料床體2設置，并與直線導軌5-2以及伺服電機5-3相配合。直線導軌5-2用于支撐和引導上料夾緊機構7的移動，其沿上料床體2設置。伺服電機5-3用于精確控制滾珠絲杠5-1的轉動，從而能夠精確控制上料夾緊機構7的移動速度。為了能夠實現上料夾緊機構7帶動工件的穩定移動，本發明中采用兩個直線導軌5-2平行設置，將滾珠絲杠5-1設置在兩個平行直線導軌5-2的中間。為便于工件的上料，本發明還在上料床體2上設置有側面定位輪13和工件支撐滾輪14，側面定位輪13和工件支撐滾輪14與安置在平行直線導軌5-2上的上料夾緊機構7相配合，其中工件支撐滾輪14設置在上料床體2上，其高度與固定在主床體I上的滾輪上下壓緊機構11-3中的下端支撐滾輪高度一致，以保證淬火工件下基準不變。而側面定位輪13設置在上料床體2的一端，左右位置與伺服電機5-3相對應，其前后位置與固定在主床體I上的滾輪左右壓緊機構11-1中的后端支撐滾輪前后位置一致，以保證淬火工件后基準不變。。采用該結構的進給機構具有三大優點第一、可自由調節工件淬火速度，提高工作效率；第二、可自由設定參數，便于工件試樣及調整；第三、淬火加工對象可很長(理論是無限長)，不同與傳統設備受限于結構只能淬火加工一定長度的工件。參見圖3，上料夾緊機構7用于夾緊工件，其為彈性自適應式，可隨工件的彎曲變形自主定位夾緊，有效減少因工件變形導致的阻力過大致使工件無法正常上下料的現象。該機構具體包括浮動裝置7-1、夾緊氣缸7-2、夾緊壓塊7-3、工件支撐滾輪7-4。
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其中工件支撐滾輪7-4用于對工件的夾緊進行上下定位；夾緊壓塊7-3與工件支撐滾輪7-4相配合，用于對工件進行夾緊，夾緊氣缸7-2用于驅動夾緊壓塊7-3的夾緊動作；浮動裝置7-1為一自動調整結構，能夠根據所夾工件的彎曲變形的情況來自動調整夾緊壓塊7-3的夾緊位置，不會因工件變形導致的錯位而出現無法夾到或夾不住的現象，實現了對工件的彈性夾緊，可有效減少因工件變形導致的上下料故障的發生率。下料床體3用于將經過主床體I淬火后的工件自動下料。為此下料床體3設置在淬火操作流程方向上的下方，如圖I所示，本發明設置在主床體I的右側，并與上料床體2相對應。同時在下料床體3上設置有下料進給機構6和下料夾緊機構8。在本發明中下料床體3的結構與上料床體2結構相同，其上的下料進給機構6與下料夾緊機構8與上料床體2上的上料進給機構5和上料夾緊機構7結構相同，只是對稱布置，此處不加以贅述。根據上述方案形成的數控高頻淬火裝置對工件15進行高頻淬火的過程如下(參見圖5)首先根據工件大小，調整好高頻感應線圈4、冷卻噴淋裝置10-1、滾輪左右壓緊機構11-1及滾輪上下壓緊機構11-3的位置。然后電源通電，打開冷卻系統中感應線圈冷卻水箱10-2、感應線圈冷卻水降溫噴淋設備10-3、淬火冷卻水箱10-4、淬火冷卻水降溫噴淋設備10-5、冷卻水空調限溫設備10-6的開關，啟動整個冷卻系統。再打開IGBT高速晶體管電源箱12及機床操作箱16的開關，依據工件大小及淬火要求調整好IGBT高速晶體管電源箱上的電壓、電流及頻率。如圖5所示，左邊為上料位，右邊為下料位，先將工件擱在左邊工件支撐滾輪14上，后端靠住側面定位輪13，再推到圖I上的位置(盡量接近淬火感應器4-3以減少空行程)。先打開IGBT高速晶體管電源箱上的高頻淬火控制開關，然后在機床操作箱16上按下“自動”工作按鈕，此時，左邊上料夾緊機構7中的夾緊氣缸7-2做動夾住工件，左邊上料進給機構5中的伺服電機5-3啟動，通過左邊滾珠絲杠5-1帶動左邊上料夾緊機構7及工件15 一起向右移動。同時，冷卻噴淋10-1開始噴射冷卻水對工件進行冷卻，淬火開始。左邊上料夾緊機構7 —直夾住工件通過淬火感應器4-3進行淬火，直到如圖5所示上下料接力位置處17。此時左邊上料夾緊機構7中的夾緊氣缸7-2做動放開工件，于此同時，右邊的下料夾緊機構8中的夾緊氣缸做動夾住工件，右邊下料進給機構6中的伺服電機啟動，通過右邊滾珠絲杠帶動右邊的下料夾緊機構8及工件一起向右移動,淬火繼續(實現無縫銜接)。右邊的下料夾緊機構8夾緊的同時，左邊的上料夾緊機構7向左移動回到初始上料的位置待命。如圖5所示，在右邊的下料夾緊機構8將工件帶出淬火感應器4-3后，在機床操作箱16上按下“停止”工作按鈕，將工件抽出，淬火結束。此過程中通過左右兩邊上下料夾緊機構實現工件的無縫銜接，有效的保證淬火質量。本淬火裝置不同與傳統設備受限于結構只能淬火加工一定長度的工件，通過左右兩邊上下料機構的接力，可不停地將工件向右移動通過淬火感應器4-3，加工工件可很長 (理論是無限長)。由上述實例可知，本發明數控高頻淬火裝置把在導軌淬火加工過程中可能碰到的問題都給予了解決措施，減低了故障的發生情況，而且各參數與結構可調，十分便于在換型號時的工件試樣及工藝優化，另外還能適應加工不同大小規格及任意長度的工件，大大提高了生產效率,降低了生產成本。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.數控高頻淬火裝置，其特征在于，所述裝置包括主床體、淬火定位機構、上料床體、下料床體、高頻感應線圈、上、下料進給機構、上、下料夾緊機構、線圈調整機構以及冷卻循環系統，所述淬火定位機構、線圈調整機構以及冷卻循環系統對應的設在主床體上，所述高頻感應線圈通過線圈調整機構設在主床體上，所述上料床體、下料床體分別對稱設置在主床體兩側，所述上、下料進給機構分別設置在上料床體、下料床體上，所述上、下料夾緊機構分別設置在上、下料進給機構上。
2.根據權利要求I所述的數控高頻淬火裝置，其特征在于，所述上、下料進給機構結構相同，其包括滾珠絲杠、直線導軌以及伺服電機，所述滾珠絲杠與伺服電機相接，所述直線導軌與滾珠絲杠對應設置。
3.根據權利要求I所述的數控高頻淬火裝置，其特征在于，所述上、下料夾緊機構結構相同，為彈性自適應式夾緊機構，其包括浮動裝置、夾緊氣缸、夾緊壓塊、工件支撐滾輪，所述工件支撐滾輪用于對工件的移動進行上下定位；所述夾緊壓塊與工件支撐滾輪相配合對工件的上下料進行定位，所述夾緊氣缸驅動夾緊壓塊的夾緊動作，所述浮動裝置根據所夾工件的彎曲變形的情況來自動調整夾緊氣缸和夾緊壓塊的夾緊位置，實現了對工件的彈性夾緊。
4.根據權利要求I所述的數控高頻淬火裝置，其特征在于，所述線圈調整機構包括上下調整機構和前后調整機構，所述上下調整機構通過四根螺桿及螺帽連接高頻感應線圈的底部，通過螺桿及螺帽之間的配合實現高頻感應線圈上下位置的調整；所述前后調整機構與上下調整機構中連接并調節高頻感應線圈的螺桿配合相接，通過驅動螺桿進行前后移動。
5.根據權利要求I所述的數控高頻淬火裝置，其特征在于，所述淬火定位機構包括滾輪左右壓緊機構、壓緊調節螺釘、滾輪上下壓緊機構，所述滾輪左右壓緊機構與壓緊調節螺釘設置在主床體上，滾輪上下壓緊機構與滾輪左右壓緊機構連接。
6.根據權利要求I所述的數控高頻淬火裝置，其特征在于，所述冷卻循環系統由主床體上的四周排水結構、冷卻噴淋裝置、感應線圈冷卻水箱、感應線圈冷卻水降溫噴淋設備、淬火冷卻水箱、淬火冷卻水降溫噴淋設備、冷卻水空調限溫設備相互配合組成。
7.根據權利要求6所述的數控高頻淬火裝置，其特征在于，所述冷卻噴淋裝置為圓形結構。
全文摘要
本發明公開了一種數控高頻淬火裝置，其包括主床體、淬火定位機構、上料床體、下料床體、高頻感應線圈、上、下料進給機構、上、下料夾緊機構、線圈調整機構以及冷卻循環系統，所述淬火定位機構、線圈調整機構以及冷卻循環系統對應的設在主床體上，所述高頻感應線圈通過線圈調整機構設在主床體上，所述上料床體、下料床體分別對稱設置在主床體兩側，所述上、下料進給機構分別設置在上料床體、下料床體上，所述上、下料夾緊機構分別設置在上、下料進給機構上。本發明數控高頻淬火裝置的結構簡潔優化，占地面積小，可有效提高生產效率，能適應不同長度、大小的工件，降低生產成本。
文檔編號C21D1/42GK102888497SQ20121042853
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者錢敏, 沈雨, 秦丹輝 申請人:上海萊必泰精密機電有限公司