本發(fā)明涉及一種模壓淬火機床，尤其涉及一種薄壁環(huán)形零件壓淬回火一體化機床。

背景技術：

淬火畸變是熱處理過程中最為常見的問題，對于批量生產(chǎn)的零件，控制淬火畸變是提高產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量與使用壽命的有效手段，采用模壓淬火技術是阻止淬火畸變、提高合格率的直接有效措施，依據(jù)畸變趨勢，修正限形模具的結構與形狀，應用于淬火系統(tǒng)，最終實現(xiàn)不同種類模壓淬火機床都能滿足不同產(chǎn)品的最小淬火畸變、最高淬火質(zhì)量的要求。

薄壁環(huán)形零件模壓淬火時，為了減小薄壁環(huán)形零件的淬火畸變，需要在零件的中間加上限形的芯軸，而且為了保證芯軸在淬火過程中對薄壁環(huán)形零件的限形效果，同時提高芯軸的耐磨性，須在芯軸表面進行鍍鉻處理，然而在淬火完成后，芯軸與薄壁環(huán)形零件間會產(chǎn)生很大的抱緊力，導致在薄壁環(huán)形零件取出過程中會造成芯軸嚴重磨損，使得芯軸的維護成本一直居高不下，每年每臺設備芯軸的維護保養(yǎng)費用高達數(shù)十萬元。

回火一般緊接著淬火進行，其目的是：消除工件淬火時產(chǎn)生的殘留應力，防止變形和開裂；調(diào)整工件的硬度、強度、塑性和韌性，達到使用性能要求；穩(wěn)定組織與尺寸，保證精度；改善和提高加工性能。因此，回火是工件獲得所需性能的重要工序，通過淬火和回火的相配合，才可以獲得所需的力學性能，現(xiàn)有的模壓淬火機床和回火機床是分開的，在淬火完成后還需要把零件搬運到回火機床上進行回火，這就使生產(chǎn)的工藝流程加長，產(chǎn)生了不必要的儲運成本。

為了減少企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，亟需發(fā)明一種集加熱、淬火和回火工藝于一體壓淬回火機床，該機床還應減小淬火完成后芯軸與薄壁環(huán)形零件間產(chǎn)生的抱緊力，從而減小薄壁環(huán)形零件在取出過程中對芯軸的磨損，進而減少芯軸的維護成本。

技術實現(xiàn)要素：

(1)要解決的技術問題

為了克服現(xiàn)有模壓淬火機床在薄壁環(huán)形零件淬火完成后對限形芯軸磨損嚴重，使芯軸的維護保養(yǎng)成本偏高；淬火與回火分不同機床加工，使工藝流程加長、儲運成本增加的缺點，本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種集加熱、淬火和回火工藝于一體的壓淬回火機床，機床在模壓淬火之后馬上進行回火加熱，回火加熱能使薄壁環(huán)形零件膨脹，抵消淬火后薄壁環(huán)形零件的收縮，從而減小了薄壁環(huán)形零件對芯軸的抱緊力，使薄壁環(huán)形零件對芯軸的磨損小；零件淬火和回火在一臺機床上完成，能夠提高加工效率，減少儲運成本。

(2)技術方案

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了這樣一種薄壁環(huán)形零件壓淬回火一體化機床，包括有機架、上模、上模滑塊、下模、導軌、上模升降組件和淬火加熱組件；下模、導軌、上模升降組件和淬火加熱組件安裝在機架上，上模滑塊設置在導軌上，上模滑塊與上模升降組件連接，上模安裝在上模滑塊上，下模上端設置有芯軸；還包括有噴液環(huán)、噴液環(huán)滑塊、回火加熱感應器、回火變壓組件和噴液環(huán)升降組件；噴液環(huán)滑塊設置在導軌上，并與噴液環(huán)升降組件連接，噴液環(huán)升降組件安裝在機架上，噴液環(huán)滑塊上安裝有噴液環(huán)和回火變壓組件，回火變壓組件連接有回火加熱感應器。

優(yōu)選地，噴液環(huán)包括有噴液環(huán)內(nèi)圈、噴液環(huán)外圈和淬火液接頭；噴液環(huán)外圈安裝在噴液環(huán)內(nèi)圈上，噴液環(huán)外圈與噴液環(huán)內(nèi)圈之間形成噴液腔，噴液環(huán)內(nèi)圈上開有噴液口，噴液環(huán)外圈上安裝有淬火液接頭。

優(yōu)選地，還包括有上模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件和下模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件，上模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件包括電機ⅰ和聯(lián)軸器ⅰ，電機ⅰ通過聯(lián)軸器ⅰ與上模連接，電機ⅰ安裝在上模滑塊上；下模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件包括電機ⅱ和帶輪傳動組件，電機ⅱ通過帶輪傳動組件與下模連接，電機ⅱ安裝在機架上。

優(yōu)選地，淬火加熱組件包括有淬火加熱感應器升降組件、淬火變壓組件、淬火加熱感應器、淬火加熱托盤、電機ⅲ和聯(lián)軸器ⅱ，淬火加熱感應器升降組件安裝在機架上，淬火加熱感應器升降組件上安裝有淬火變壓組件，淬火變壓組件與淬火加熱感應器連接，淬火加熱感應器下方設置有淬火加熱托盤，淬火加熱托盤通過聯(lián)軸器ⅱ與電機ⅲ連接，電機ⅲ安裝在機架上。

優(yōu)選地，還包括有上料機械手、六軸機械手、下料機械手、激光傳感器、高壓氣槍和機床外殼；上料機械手、六軸機械手、下料機械手和機床外殼安裝在機架上，上料機械手上設置有激光傳感器，下料機械手上設置有高壓氣槍。

優(yōu)選地，還包括有輸送料機、儲液冷卻循環(huán)組件和控制柜總成，輸送料機設置在機架一側，儲液冷卻循環(huán)組件設置在機架另一側，儲液冷卻循環(huán)組件通過管道與噴液環(huán)連接，控制柜總成設置在機架側面。

優(yōu)選地，噴液環(huán)升降組件通過螺栓連接安裝在機架上，噴液環(huán)和回火變壓組件通過螺栓連接安裝在噴液環(huán)滑塊上，噴液環(huán)外圈通過螺栓連接安裝在噴液環(huán)內(nèi)圈上，噴液環(huán)外圈通過螺紋連接有淬火液接頭，電機ⅰ通過螺栓連接安裝在上模滑塊上。

工作原理：當本發(fā)明工作時，上料機械手從輸送料機上取得薄壁環(huán)形零件，六軸機械手從上料機械手上接過薄壁環(huán)形零件，并在激光傳感器的配合下，利用六軸機械手第六軸的旋轉(zhuǎn)功能將薄壁環(huán)形零件內(nèi)圈輪廓的方向調(diào)整到與芯軸外圈輪廓相對應的位置，然后六軸機械手把薄壁環(huán)形零件放置在淬火加熱托盤上，淬火加熱感應器升降組件帶動淬火加熱感應器向下移動到與薄壁環(huán)形零件相應位置，同時電機ⅲ通過聯(lián)軸器ⅱ帶動淬火加熱托盤勻速轉(zhuǎn)動，從而帶動薄壁環(huán)形零件一起勻速轉(zhuǎn)動，薄壁環(huán)形零件勻速轉(zhuǎn)動可以使加熱更加均勻，提高淬火質(zhì)量，淬火變壓組件控制淬火加熱感應器開始給薄壁環(huán)形零件加熱。

加熱完成后，六軸機械手從淬火加熱托盤上取出薄壁環(huán)形零件，并放置在芯軸上，噴液環(huán)升降組件帶動噴液環(huán)與回火加熱感應器上移，使薄壁環(huán)形零件位于噴液環(huán)內(nèi)，同時上模升降組件帶動上模向下移動至壓緊薄壁環(huán)形零件，控制淬火時薄壁環(huán)形零件端面的形變量，儲液冷卻循環(huán)組件通過噴液環(huán)向薄壁環(huán)形零件噴射淬火液，從而對薄壁環(huán)形零件進行淬火處理，同時電機ⅰ與電機ⅱ開始同步轉(zhuǎn)動，電機ⅰ通過聯(lián)軸器ⅰ帶動上模同步轉(zhuǎn)動，電機ⅱ通過帶輪傳動組件帶動下模同步轉(zhuǎn)動，從而帶動上模與下模之間的薄壁環(huán)形零件轉(zhuǎn)動，使得淬火與回火加熱更加均勻，提升淬火質(zhì)量，因淬火液是噴射出去，所以淬火液與薄壁環(huán)形零件是相對流動的，這就避免了傳統(tǒng)淬火工藝中將高溫零件浸入低溫淬火液中，因淬火液不流動，在零件周圍形成一層高溫淬火液層，影響淬火效果的問題。

淬火完成后，上模升降組件帶動上模回到原來的位置，電機ⅰ停轉(zhuǎn)，噴液環(huán)升降組件帶動噴液環(huán)與回火加熱感應器下移，使得回火加熱感應器與薄壁環(huán)形零件對應，回火加熱感應器開始對薄壁環(huán)形零件進行回火加熱，加熱完成后，電機ⅱ停轉(zhuǎn)，因回火加熱能使薄壁環(huán)形零件受熱膨脹，從而抵消淬火后薄壁環(huán)形零件的收縮變形，使薄壁環(huán)形零件對芯軸的抱緊力很小，六軸機械手可以輕松地把零件從芯軸上取出來，所以薄壁環(huán)形零件對芯軸的磨損非常小，有效減少了芯軸的維護成本。

然后六軸機械手將薄壁環(huán)形零件放在下料機械手上，啟動高壓氣槍并利用其噴出的高壓氣體對薄壁環(huán)形零件進行風冷處理，可以防止薄壁環(huán)形零件過熱傷人或?qū)斔土蠙C造成損傷，風冷完成后，下料機械手將零件放于輸送料機上，完成了薄壁環(huán)形零的壓淬回火處理。

因為噴液環(huán)結構為噴液環(huán)外圈安裝在噴液環(huán)內(nèi)圈上，噴液環(huán)外圈與噴液環(huán)內(nèi)圈之間形成噴液腔，噴液環(huán)內(nèi)圈上開有噴液口，噴液環(huán)外圈上裝有淬火液接頭；所以在噴淬火液時，可以使淬火液與薄壁環(huán)形零件的外環(huán)面和上端面充分接觸，使淬火更加均勻，充分保證淬火時零件的端面跳動和徑向跳動。

因為六軸機械手置身于機床內(nèi)部，負責儲運工作，減少了人力成本，增加了產(chǎn)品裝夾的一致性，外部有機床外殼保護，所以淬火液不會濺射到機床外部，保護了工作現(xiàn)場環(huán)境的干凈整潔，增加了機床的安全性能，提高了機床整體的美觀。

導軌、滑塊、旋轉(zhuǎn)組件、加熱感應器以及儲液冷卻循環(huán)等為所屬領域現(xiàn)有技術，在此不再贅述。

(3)有益效果

本發(fā)明克服了現(xiàn)有模壓淬火機床在薄壁環(huán)形零件淬火完成后對限形芯軸磨損嚴重，使芯軸的維護保養(yǎng)成本偏高，淬火與回火分不同機床加工，使工藝流程加長、儲運成本增加的缺點，在淬火完成后立即進行回火工序，因回火加熱能使薄壁環(huán)形零件受熱膨脹，從而抵消淬火后薄壁環(huán)形零件的收縮變形，使零件取出時零件與芯軸之間的抱緊力很小，有效減小了芯軸的磨損，進而減小了每年每臺設備數(shù)十萬元的芯軸維護保養(yǎng)費用；淬火與回火在一臺機床上完成，節(jié)省了中間的儲運成本以及機床安裝的廠房空間；因為有機床外殼的保護，所以機床淬火液不會濺射到機床外部，使工作環(huán)境得以改善；機床生產(chǎn)的整個過程為自動化完成，有效地節(jié)省了人力資源，提高了工廠的自動化水平；本發(fā)明集加熱、淬火和回火工藝于一體，從而達到了零件對芯軸的磨損小、防水措施完善、自動上下料的效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結構圖。

圖2為本發(fā)明的立體爆炸圖。

圖3為本發(fā)明的噴液環(huán)的結構圖。

圖4為本發(fā)明的俯視圖。

圖5為本發(fā)明的主視圖。

圖6為本發(fā)明的整機立體圖。

附圖中的標記為：1-機架，2-上模，21-電機ⅰ，22-聯(lián)軸器ⅰ，23-上模滑塊，3-下模，31-芯軸，32-電機ⅱ，33-帶輪傳動組件，4-導軌，5-上模升降組件，6-噴液環(huán)，61-噴液環(huán)內(nèi)圈，62-噴液環(huán)外圈，63-噴液腔，64-淬火液接頭，65-噴液口，66-噴液環(huán)滑塊，7-回火加熱感應器，8-回火變壓組件，9-噴液環(huán)升降組件，10-淬火加熱組件，101-淬火加熱感應器升降組件，102-淬火變壓組件，103-淬火加熱感應器，104-淬火加熱托盤，105-電機ⅲ，106-聯(lián)軸器ⅱ，11-上料機械手，12-六軸機械手，13-下料機械手，14-激光傳感器，15-高壓氣槍，16-機床外殼，17-輸送料機，18-儲液冷卻循環(huán)組件，19-控制柜總成。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

實施例1

一種薄壁環(huán)形零件壓淬回火一體化機床，如圖1-圖5所示，包括有機架1、上模2、上模滑塊23、下模3、導軌4、上模升降組件5、噴液環(huán)6、噴液環(huán)滑塊66、回火加熱感應器7、回火變壓組件8、噴液環(huán)升降組件9、淬火加熱組件10、上模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件和下模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件；下模3、導軌4、上模升降組件5和淬火加熱組件10均通過螺栓連接安裝在機架1上；淬火加熱組件10包括有淬火加熱感應器升降組件101、淬火變壓組件102、淬火加熱感應器103、淬火加熱托盤104、電機ⅲ105和聯(lián)軸器ⅱ106，淬火加熱感應器升降組件101通過螺栓連接安裝在機架1上，淬火加熱感應器升降組件101上通過螺栓連接安裝有淬火變壓組件102，淬火變壓組件102與淬火加熱感應器103連接，淬火加熱感應器103下方設置有淬火加熱托盤104，淬火加熱托盤104通過聯(lián)軸器ⅱ106與電機ⅲ105連接，電機ⅲ105安裝在機架1上；上模滑塊23設置在導軌4上，上模升降組件5通過螺栓連接安裝在上模滑塊23上，上模2通過螺栓連接安裝在上模滑塊23上，下模3上端設置有芯軸31，噴液環(huán)滑塊66設置在導軌4上，噴液環(huán)升降組件9通過螺栓連接安裝在噴液環(huán)滑塊66上，噴液環(huán)升降組件9通過螺栓連接安裝在機架1上，噴液環(huán)滑塊66上通過螺栓連接安裝有噴液環(huán)6和回火變壓組件8，回火變壓組件8連接有回火加熱感應器7；噴液環(huán)(6)包括有噴液環(huán)內(nèi)圈(61)、噴液環(huán)外圈(62)和淬火液接頭(64)，噴液環(huán)外圈62通過螺栓連接安裝在噴液環(huán)內(nèi)圈61上，噴液環(huán)外圈62與噴液環(huán)內(nèi)圈61之間形成噴液腔63，噴液環(huán)內(nèi)圈61上開有噴液口65，噴液環(huán)外圈62上通過螺紋連接有淬火液接頭64；上模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件包括電機ⅰ21和聯(lián)軸器ⅰ22，電機ⅰ21通過聯(lián)軸器ⅰ22與上模2連接，電機ⅰ21安裝在上模滑塊23上；下模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件包括電機ⅱ32和帶輪傳動組件33，電機ⅱ32通過帶輪傳動組件33與下模3連接，電機ⅱ32安裝在機架1上。

本機床工作時，首先把薄壁環(huán)形零件放置在淬火加熱托盤104上，淬火加熱感應器升降組件101帶動淬火加熱感應器103向下移動到與薄壁環(huán)形零件相應位置，同時電機ⅲ105通過聯(lián)軸器ⅱ106帶動淬火加熱托盤104勻速轉(zhuǎn)動，從而帶動薄壁環(huán)形零件一起勻速轉(zhuǎn)動，淬火變壓組件102控制淬火加熱感應器103開始給薄壁環(huán)形零件加熱；加熱完成后，從淬火加熱托盤104上取出薄壁環(huán)形零件，并放置在芯軸31上，噴液環(huán)升降組件9帶動噴液環(huán)6與回火加熱感應器7上移，使薄壁環(huán)形零件位于噴液環(huán)6內(nèi)，同時上模升降組件5帶動上模2向下移動至壓緊薄壁環(huán)形零件，控制淬火時薄壁環(huán)形零件端面的形變量，噴液環(huán)6向薄壁環(huán)形零件噴射淬火液，從而對薄壁環(huán)形零件進行淬火處理，同時電機ⅰ21與電機ⅱ32開始同步轉(zhuǎn)動，從而電機ⅰ21通過聯(lián)軸器ⅰ22帶動上模2同步轉(zhuǎn)動，電機ⅱ32通過帶輪傳動組件33帶動下模3同步轉(zhuǎn)動，進一步帶動上模2與下模3之間的薄壁環(huán)形零件轉(zhuǎn)動；淬火完成后，上模升降組件5帶動上模2回到原來的位置，電機ⅰ21停轉(zhuǎn)，噴液環(huán)升降組件9帶動噴液環(huán)6與回火加熱感應器7下移，使得回火加熱感應器7與薄壁環(huán)形零件對應，回火加熱感應器7開始對薄壁環(huán)形零件進行回火加熱；加熱完成后，電機ⅱ32停轉(zhuǎn)，從芯軸31上取出薄壁環(huán)形零件，待薄壁環(huán)形零件冷卻后，即完成了薄壁環(huán)形零件的壓淬回火過程。

本機床優(yōu)點：(1)薄壁環(huán)形零件在淬火加熱和回火加熱過程中都勻速轉(zhuǎn)動，使薄壁環(huán)形零件加熱更加均勻，提高淬火和回火的質(zhì)量，(2)淬火液為噴射，所以淬火液與薄壁環(huán)形零件是相對流動的，避免了傳統(tǒng)淬火工藝中將高溫零件浸入低溫淬火液中，因淬火液不流動，在零件周圍形成一層高溫淬火液層，影響淬火效果的問題，(3)因回火加熱能使薄壁環(huán)形零件受熱膨脹，從而抵消淬火后薄壁環(huán)形零件的收縮變形，使零件取出時零件與芯軸之間的抱緊力很小，因而薄壁環(huán)形零件對芯軸31的磨損非常小，有效減少了芯軸31的維護保養(yǎng)成本，(4)零件淬火和回火在一臺機床上完成，能夠提高加工效率，減少儲運成本。

實施例2

一種薄壁環(huán)形零件壓淬回火一體化機床，如圖1-圖6所示，包括有機架1、上模2、上模滑塊23、下模3、導軌4、上模升降組件5、噴液環(huán)6、噴液環(huán)滑塊66、回火加熱感應器7、回火變壓組件8、噴液環(huán)升降組件9、淬火加熱組件10、上料機械手11、六軸機械手12、下料機械手13、激光傳感器14、高壓氣槍15、機床外殼16、輸送料機17、儲液冷卻循環(huán)組件18和控制柜總成19；下模3、導軌4、上模升降組件5、淬火加熱組件10、上料機械手11、六軸機械手12、下料機械手13和機床外殼16均通過螺栓連接安裝在機架1上，上模滑塊23設置在導軌4上，上模升降組件5通過螺栓連接安裝在上模滑塊23上，上模2通過螺栓連接安裝在上模滑塊23上，下模3上端設置有芯軸31，噴液環(huán)滑塊66設置在導軌4上，噴液環(huán)升降組件9通過螺栓連接安裝在噴液環(huán)滑塊66上，噴液環(huán)升降組件9通過螺栓連接安裝在機架1上，噴液環(huán)滑塊66上通過螺栓連接安裝有噴液環(huán)6和回火變壓組件8，回火變壓組件8連接有回火加熱感應器7，上料機械手11上設置有激光傳感器14，下料機械手13上設置有高壓氣槍15，輸送料機17設置在機架1一側，儲液冷卻循環(huán)組件18設置在機架1另一側，儲液冷卻循環(huán)組件18通過管道與噴液環(huán)6連接，控制柜總成19設置在機架1側面。

本機床工作時，上料機械手11從輸送料機17上取得薄壁環(huán)形零件，六軸機械手12從上料機械手11上接過薄壁環(huán)形零件，并在激光傳感器14的配合下，利用六軸機械手12第六軸的旋轉(zhuǎn)功能將薄壁環(huán)形零件內(nèi)圈輪廓的方向調(diào)整到與芯軸31外圈輪廓相對應的位置，然后六軸機械手12把薄壁環(huán)形零件放置在淬火加熱組件10上進行加熱；加熱完成后，六軸機械手12從淬火加熱組件10上取出薄壁環(huán)形零件，并放置在芯軸31上，噴液環(huán)升降組件9帶動噴液環(huán)6與回火加熱感應器7上移，使薄壁環(huán)形零件位于噴液環(huán)6內(nèi)，同時上模升降組件5帶動上模2向下移動至壓緊薄壁環(huán)形零件，控制淬火時薄壁環(huán)形零件端面的形變量，儲液冷卻循環(huán)組件18通過噴液環(huán)6向薄壁環(huán)形零件噴射淬火液，從而對薄壁環(huán)形零件進行淬火處理；淬火完成后，上模升降組件5帶動上模2回到原來的位置，噴液環(huán)升降組件9帶動噴液環(huán)6與回火加熱感應器7下移，使得回火加熱感應器7與薄壁環(huán)形零件對應，回火加熱感應器7開始對薄壁環(huán)形零件進行回火加熱；加熱完成后，六軸機械手12把零件從芯軸31上取出來，并將薄壁環(huán)形零件放在下料機械手13上，啟動高壓氣槍15并利用其噴出的高壓氣體對薄壁環(huán)形零件進行風冷處理；風冷完成后，下料機械手13將零件放于輸送料機17上，完成了薄壁環(huán)形零的壓淬回火處理。

本機床優(yōu)點：(1)因回火加熱能使薄壁環(huán)形零件受熱膨脹，從而抵消淬火后薄壁環(huán)形零件的收縮變形，使零件取出時零件與芯軸之間的抱緊力很小，因而薄壁環(huán)形零件對芯軸31的磨損非常小，有效減少了芯軸31的維護保養(yǎng)成本，(2)零件淬火和回火在一臺機床上完成，能夠提高加工效率，減少儲運成本，(3)六軸機械手置身于機床內(nèi)部，負責儲運工作，減少了人力成本，增加了產(chǎn)品裝夾的一致性，(4)外部有機床外殼保護，所以淬火液不會濺射到機床外部，保護了工作現(xiàn)場環(huán)境的干凈整潔，增加了機床的安全性能，提高了機床整體的美觀，(5)對薄壁環(huán)形零件進行風冷處理，可以防止薄壁環(huán)形零件過熱傷人或?qū)斔土蠙C造成損傷，(6)生產(chǎn)的整個過程為自動化完成，有效地節(jié)省了人力資源，提高了工廠的自動化水平。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形、改進及替代，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。