長軸類零件的熱成型及淬火一體機床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了長軸類零件的熱成型及淬火一體機床，其主體結(jié)構(gòu)為：淬火液水箱連接在底座的上面，立式床身安裝在淬火液水箱底部，立式床身的下部在淬火液水箱內(nèi)；立式床身設(shè)有垂直方向的滑動導(dǎo)軌，模具安裝板垂直安裝在立式床身的滑動導(dǎo)軌的滑塊上，模具安裝板通過電動升降機構(gòu)驅(qū)動，模具安裝板能沿滑動導(dǎo)軌上下運動，從而帶動成型后的零件做垂直上下運動，達到浸液淬火的目的；熱成型模具安裝在模具安裝板上；液壓站及電氣控制柜設(shè)置在底座的旁邊；本發(fā)明通過巧妙的結(jié)構(gòu)配置與熱成形模具結(jié)構(gòu)的結(jié)合，保證了在一個工序中實現(xiàn)長軸類零件熱成型和淬火、自回火；另一方面，本發(fā)明把現(xiàn)有的兩臺設(shè)備的功能合二為一，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。
【專利說明】長軸類零件的熱成型及淬火一體機床
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及長軸類零件的熱成型及淬火一體機床，能在一個工序中實現(xiàn)各種長軸類零件熱成型工藝和淬火、自回火。
【背景技術(shù)】
[0002]長軸類零件在熱成形及淬火、自回火時經(jīng)歷了高溫到淬火后溫度的急速冷卻過程，它同時伴隨著劇烈的冷縮的現(xiàn)象。鋼淬火時需要加熱到臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或Acl(過共析鋼)以上某一溫度，內(nèi)部組織進行奧氏體的充分轉(zhuǎn)變。不同鋼材的淬火溫度不相同、淬火件的一般要達到850°C~930°C。
[0003]在零件熱成型量，需要在加熱后及時移動到模具中成型。在移動中零件與空氣和模具的接觸中會散掉一部分熱量。為保證零件在淬火、回火時工藝所需要的溫度，要把零件加熱溫度再提高20°C~50°C左右，以彌補鋼材的熱損失。這又不可避免的加劇了此類零件熱脹冷縮的變化量。
[0004]碳鋼、合金鋼的熱膨脹系數(shù)在70V~1000°C達17.6X10_6/°C，長軸類零件在成型前由室溫加熱到淬火溫度，熱成型后，在淬火時又從淬火溫度急劇冷卻到自回火溫度(約160°C ~250°C)，就出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象。零件線性(軸向)的尺寸也會隨著溫度的升高和降低而隨之變長和縮短。所以，零件在熱成形時的尺寸要在最終尺寸之上增加相應(yīng)的膨脹量，等淬火收縮后，得到最終尺寸。但零件在淬火液中的變化是分階段的，第一個階段是零件從加熱溫度到馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，零件尺寸主要以收縮為主；第二個階段是零件從馬氏體轉(zhuǎn)變溫度至淬火終了溫度，零件內(nèi)部出現(xiàn)馬氏體組織，零件又要膨脹。所以整個淬火過程的熱脹冷縮比較復(fù)雜，主要經(jīng)過了先冷縮再膨脹的過程。這個過程中的零件總體是以收縮為主，其收縮尺寸非線性，其量值不好掌握和控制。
[0005]國內(nèi)外目前加工長軸類零件熱成形及淬火、自回火工藝是在不同的設(shè)備上來實現(xiàn)，即在一臺設(shè)備上進行熱成形，而在另外一臺設(shè)備上進行整體淬火，并在淬火設(shè)備上采取一定的控制淬火變形的措施，僅控制零件的幾個點的尺寸，其它的尺寸任由其收縮，不作形狀精度控制。兩臺設(shè)備的技術(shù)方案就不可避免地延長了零件加工的時間，降低了效率，也給制造廠家增加了設(shè)備購置的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了能在一個工序中實現(xiàn)長軸類零件熱成型和淬火、自回火，提高工作效率，降低成本，本發(fā)明提出長軸類零件的熱成型及淬火一體機床。
[0007]為達到目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:長軸類零件的熱成型及淬火一體機床，包括底座、淬火液水箱、立式床身、模具安裝板，液壓站、電氣控制柜；
淬火液水箱連接在底座的上面，立式床身安裝在淬火液水箱底部，立式床身的下部在淬火液水箱內(nèi)；
立式床身設(shè)有垂直方向的滑動導(dǎo)軌，模具安裝板垂直安裝在立式床身的滑動導(dǎo)軌的滑塊上，模具安裝板通過電動升降機構(gòu)驅(qū)動，模具安裝板能沿滑動導(dǎo)軌上下運動，從而帶動成型后的零件做垂直上下運動，達到浸液淬火的目的；
熱成型模具安裝在模具安裝板上；液壓站及電氣控制柜設(shè)置在底座的旁邊；
所述熱成型模具的結(jié)構(gòu)為:由鉸鏈式上模機構(gòu)、下模機構(gòu)、左右對稱布置的側(cè)模機構(gòu)、零件定位機構(gòu)組成；
側(cè)模機構(gòu)有兩個，對稱布置在模具安裝板的兩端；側(cè)模機構(gòu)，由側(cè)模模板、側(cè)模油缸、支撐座組成，側(cè)模模板的上端面和右端面開有V型槽，側(cè)模油缸連接在支撐座上，側(cè)模油缸的活塞桿與側(cè)模模板連接；側(cè)模模板上面的V型槽用于放置零件，側(cè)模模板的右端面的V型槽的作用是擠壓零件使之彎形；所有V型槽切向方向都加工有多個均勻布置的槽口，作為散熱槽；在側(cè)模模板右上角安裝一個輥輪，零件成形時，與輥輪發(fā)生滾動摩擦，而不使側(cè)模模板傷及零件外表面；
鉸鏈式上模機構(gòu)的結(jié)構(gòu):包括上模安裝板、左右兩塊上模板、模板導(dǎo)向塊、I對鉸鏈、I個可調(diào)式聯(lián)軸器、I個上模油缸、導(dǎo)軌、滑塊，上模安裝板固定在模具安裝板上部，模板導(dǎo)向塊橫向安裝在上模安裝板上，左右兩塊上模板在模板導(dǎo)向塊內(nèi)導(dǎo)向上，模板只能通過導(dǎo)向塊向左右方向移動，左右兩塊上模板的左右移動是靠I對鉸鏈控制，兩模板上有圓軸分別與鉸鏈連接，鉸鏈的上端均連接在滑塊的鉸軸上，滑塊通過可調(diào)式聯(lián)軸器與上模油缸連接；上模安裝板在模具安裝板的導(dǎo)軌內(nèi)導(dǎo)向，上模安裝板通過安裝在模具安裝板上的主油缸驅(qū)動；模板的下端面及和左端面開有V型槽；
下模機構(gòu)，由下模板、支撐板、導(dǎo)軌、可調(diào)式聯(lián)軸器、下夾緊模油缸組成，下模板固定在上模安裝板的下半部，支 撐板位于模板的內(nèi)腔，支撐板通過導(dǎo)軌導(dǎo)向，下夾緊模油缸固定在模具安裝板上，下夾緊模油缸通過可調(diào)式聯(lián)軸器與支撐板連板，起到夾緊作用；
零件定位機構(gòu)為兩套，安裝在模具安裝板兩側(cè)，起到軸向定位作用；
使用時，模具安裝板及熱成型模具位于淬火液水箱的淬火液面的上面時，機床完成零件的熱成型；零件成型后，模具安裝板及熱成型模具要運動到淬火液水箱的淬火液面的下面，把零件完全浸沒在液面下，從而完成零件的淬火，然后回位完成自回火。
[0008]有益效果:本發(fā)明通過巧妙的結(jié)構(gòu)配置與熱成形模具結(jié)構(gòu)的結(jié)合，保證了在一個工序中實現(xiàn)長軸類零件熱成型和淬火、自回火；并且淬火和自回火都是在長軸類零件與模具貼合狀態(tài)下進行的，對長軸類零件起到限形保形的作用，熱成形模具通過浮動恒壓的防變形機械液壓系統(tǒng)控制，可以控制模具的開合尺寸與零件在淬火過程中收縮、膨脹保持同步，并同時保證有足夠的夾持力在零件收縮、膨脹時與零件緊密接觸，讓零件上能沿著軸向方向收縮與膨脹，限止零件的其它不需要變形，并保持零件的形狀始終處于可控的正確姿態(tài)，零件在淬火、自回火后，脫離模具時，得到正確的形狀和尺寸要求，保證淬火、回火的工藝要求和形狀尺寸的要求；另一方面，本發(fā)明把現(xiàn)有的兩臺設(shè)備的功能合二為一，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的主視圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖。
[0011]圖3是本發(fā)明的俯視圖。[0012]圖4是熱成型模具的結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖5是本發(fā)明處于淬火工位的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1、圖2、圖3所示的長軸類零件的熱成型及淬火一體機床，包括底座1、淬火液水箱2、立式床身3、模具安裝板4，液壓站6、電氣控制柜7 ；
淬火液水箱2連接在底座I的上面，立式床身3安裝在淬火液水箱4底部，立式床身3的下部在淬火液水箱2內(nèi)；
立式床身3設(shè)有垂直方向的滑動導(dǎo)軌，模具安裝板4垂直安裝在立式床身的滑動導(dǎo)軌的滑塊上，模具安裝板通過電動升降機構(gòu)8驅(qū)動，模具安裝板4能沿滑動導(dǎo)軌上下運動，從而帶動安裝在其上面的各成型用模板與成型后的零件做垂直上下運動；
熱成型模具5安裝在模具安裝板4上，液壓站6及電氣控制柜7設(shè)置在底座I的旁邊。
[0015]如圖4所示的熱成型模具，由鉸鏈式上模機構(gòu)、下模機構(gòu)、左右對稱布置的側(cè)模機構(gòu)、零件定位機構(gòu)組成；
側(cè)模機構(gòu)有兩個，對稱布置在模具安裝板的兩端；側(cè)模機構(gòu)，由側(cè)模模板508、側(cè)模油缸507、支撐座506組成，側(cè)模模板508的上端面和右端面開有V型槽，側(cè)模油缸507連接在支撐座506上，側(cè)模油缸507的活塞桿與側(cè)模模板508連接；側(cè)模模板508上面的V型槽用于放置零件，側(cè)模模板508的右端面的V型槽的作用是擠壓零件使之彎形；所有V型槽切向方向都加工有多個均勻布置的槽口，作為散熱槽；在側(cè)模模板右上角安裝一個輥輪509，零件成形時，與輥輪發(fā)生滾動摩擦，而不使側(cè)模模板傷及零件外表面；
鉸鏈式上模機構(gòu)的結(jié)構(gòu):包括上`模安裝板514、左右兩塊上模板512、模板導(dǎo)向塊511、1對鉸鏈513、I個可調(diào)式聯(lián)軸器516、I個上模油缸515、滑塊517，上模安裝板514固定在模具安裝板4上部，模板導(dǎo)向塊511橫向安裝在上模安裝板4上，左右兩塊上模板512在模板導(dǎo)向塊內(nèi)導(dǎo)向，上模板512只能通過模板導(dǎo)向塊511向左右方向移動，左右兩塊上模板512的左右移動是靠I對鉸鏈513控制，兩上模板上有圓軸分別與鉸鏈513連接，鉸鏈513的上端均連接在滑塊517的鉸軸上，滑塊517通過可調(diào)式聯(lián)軸器516與上模油缸515連接；上模安裝板514在模具安裝板4的導(dǎo)軌內(nèi)導(dǎo)向，上模安裝板通過安裝在模具安裝板上的主油缸9驅(qū)動；上模板的下端面及和左端面開有V型槽；
下模機構(gòu)，由下模板505、支撐板504、導(dǎo)軌502、下夾緊模油缸503組成，下模板505固定在上模安裝板的下半部，支撐板504位于下模板的內(nèi)腔，支撐板504通過導(dǎo)軌502導(dǎo)向，下夾緊模油缸503固定在模具安裝板4上，下夾緊模油缸503通過聯(lián)軸器與支撐板504連接；
零件定位機構(gòu)501為兩套(圖中只表達了一套，還有一套省略)，安裝在模具安裝板兩偵牝起到軸向定位作用；零件定位機構(gòu)501機構(gòu)由可調(diào)阻尼式滑塊移動副5011，定尺件(刻度尺)5012、定位頭5013組成；定位頭5013安裝在定尺件5012上、定尺件5012安裝在可調(diào)阻尼式滑塊移動副5011上，通過螺紋副調(diào)節(jié)定位尺寸。
[0016]工作原理:
鉸鏈式可調(diào)上模板、可調(diào)下模板、側(cè)模板、支撐板、零件定位機構(gòu)，能實現(xiàn)零件在液面上面的的熱成型工序(如圖3中標號A所示)；當零件被帶到液位下面淬火時(如圖5中標號B所示)，則由可調(diào)上模板、側(cè)模板、下模板、油缸組成的零件熱成型及浮動恒壓的防變形液壓系統(tǒng)作用下，能夠隨零件一起收縮，完成隨動、保壓、定型的功能；鉸鏈式可調(diào)上模板在恒壓油缸的作用下，與零件密接觸，可隨著零件的收縮或伸長而同步跟隨變化，并保持模具與零件的貼合，起到限形保形的作用；在零件淬火后脫模時，依然能保證其淬火、回火的工藝要求和形狀尺寸的要求；
油壓系統(tǒng)為熱成型提供動力，液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力可調(diào)，各個油缸的壓力也可調(diào)，并能自動切換不同的壓力，以滿足熱成形與收縮限形時的不同力量的需要。壓力可根據(jù)不同直徑零件的粗細及冷縮力及內(nèi)部組織應(yīng)力的大小來調(diào)節(jié)，實現(xiàn)不同品種的長軸類零件的熱成形工序及淬火、自回火工序；
當模具安裝板4在淬火液面上面時，各模板在其油缸的驅(qū)動下分步完成零件的熱成型工序，如圖2所示；當模具安裝板4運動至淬火液面下面時，可在淬火液中完成浸液淬火(如圖5所示)、自回火工藝。
[0017]本方案有效地保證了長軸類零件在一臺機床上實現(xiàn)熱成形工序及淬火、自回火工藝的質(zhì)量 。
【權(quán)利要求】
1.長軸類零件的熱成型及淬火一體機床，包括底座、淬火液水箱、立式床身、模具安裝板，液壓站、電氣控制柜； 淬火液水箱連接在底座的上面，立式床身安裝在淬火液水箱底部，立式床身的下部在淬火液水箱內(nèi)； 立式床身設(shè)有垂直方向的滑動導(dǎo)軌，模具安裝板垂直安裝在立式床身的滑動導(dǎo)軌的滑塊上，模具安裝板通過電動升降機構(gòu)驅(qū)動，模具安裝板能沿滑動導(dǎo)軌上下運動，從而帶動成型后的零件做垂直上下運動，達到浸液淬火的目的； 熱成型模具安裝在模具安裝板上；液壓站及電氣控制柜設(shè)置在底座的旁邊； 所述熱成型模具的結(jié)構(gòu)為:由鉸鏈式上模機構(gòu)、下模機構(gòu)、左右對稱布置的側(cè)模機構(gòu)、零件定位機構(gòu)組成； 側(cè)模機構(gòu)有兩個，對稱布置在模具安裝板的兩端；側(cè)模機構(gòu)，由側(cè)模模板、側(cè)模油缸、支撐座組成，側(cè)模模板的上端面和右端面開有V型槽，側(cè)模油缸連接在支撐座上，側(cè)模油缸的活塞桿與側(cè)模模板連接；側(cè)模模板上面的V型槽用于放置零件，側(cè)模模板的右端面的V型槽的作用是擠壓零件使之彎形；所有V型槽切向方向都加工有多個均勻布置的槽口，作為散熱槽；在側(cè)模模板右上角安裝一個輥輪，零件成形時，與輥輪發(fā)生滾動摩擦，而不使側(cè)模模板傷及零件外表面； 鉸鏈式上模機構(gòu)的結(jié)構(gòu):包括上模安裝板、左右兩塊上模板、模板導(dǎo)向塊、I對鉸鏈、I個可調(diào)式聯(lián)軸器、I個上模油缸、導(dǎo)軌、滑塊，上模安裝板固定在模具安裝板上部，模板導(dǎo)向塊橫向安裝在上模安裝板上，左右兩塊上模板在模板導(dǎo)向塊內(nèi)導(dǎo)向上，模板只能通過導(dǎo)向塊向左右方向移動，左右兩塊上模板的左右移動是靠I對鉸鏈控制，兩模板上有圓軸分別與鉸鏈連接，鉸鏈的上端均連接在滑塊的鉸軸上，滑塊通過可調(diào)式聯(lián)軸器與上模油缸連接；上模安裝板在模具安裝板的導(dǎo)軌內(nèi)導(dǎo)向，上模安裝板通過安裝在模具安裝板上的主油缸驅(qū)動；模板的下端面及和左端面開有V型槽；` 下模機構(gòu)，由下模板、支撐板、導(dǎo)軌、可調(diào)式聯(lián)軸器、下夾緊模油缸組成，下模板固定在上模安裝板的下半部，支撐板位于模板的內(nèi)腔，支撐板通過導(dǎo)軌導(dǎo)向，下夾緊模油缸固定在模具安裝板上，下夾緊模油缸通過可調(diào)式聯(lián)軸器與支撐板連板，起到夾緊作用； 零件定位機構(gòu)為兩套，安裝在模具安裝板兩側(cè)，起到軸向定位作用； 使用時，模具安裝板及熱成型模具位于淬火液水箱的淬火液面的上面時，機床完成零件的熱成型；零件成型后，模具安裝板及熱成型模具要運動到淬火液水箱的淬火液面的下面，把零件完全浸沒在液面下，從而完成零件的淬火，然后回位完成自回火。
【文檔編號】C21D9/28GK103498040SQ201310440059
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】閔育政 申請人:十堰天舒感應(yīng)設(shè)備有限公司