帶檢測和牙口限位裝置的模壓淬火機(jī)床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種淬火裝置，特別是一種帶檢測和牙口限位裝置的模壓淬火機(jī)床，該機(jī)床包括主機(jī)座、工作臺、立柱、安裝在工作臺上的下模具和安裝在動橫梁上的淬火油罩及安裝在淬火油罩內(nèi)的上模具，其特征在上下模具的工件牙口位置處設(shè)置有環(huán)狀的內(nèi)錐體和限位塊導(dǎo)向座，在限位塊導(dǎo)向座內(nèi)安裝有限位塊；在立柱上安裝有探測用的氣缸、工件探測頭和位置檢測開關(guān)，檢測開關(guān)與模壓淬火機(jī)床的電氣控制部分相連。本裝置可有效控制工件牙口和滾道在淬火過程中的變形，可有效減少工件和上模具沒有分開所造成的工件乃至設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞現(xiàn)象的發(fā)生，有提高工件中牙口、滾道的變形和同軸度，有效減少后期加工的磨削量，提高產(chǎn)品的加工效率和合格率。
【專利說明】
帶檢測和牙口限位裝置的模壓淬火機(jī)床
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種淬火裝置，特別是一種帶檢測和牙口限位裝置的模壓淬火機(jī)床。
【背景技術(shù)】
[0002]對于大批量加工過程中需要進(jìn)行淬火處理的套類零件來說，淬火熱處理是決定產(chǎn)品質(zhì)量、使用性能及壽命的關(guān)鍵工序之一，淬火熱處理工序?qū)儆跓峒庸ぃ豢深A(yù)見的因素很多，如鐵路軸承的內(nèi)外圈在加工制造過程中，工序前加工合格的產(chǎn)品，在淬火工序中，經(jīng)過高溫長時間加熱，淬火時的急速冷卻，不可避免的產(chǎn)生幾何尺寸和形狀的變化，當(dāng)變形量過大時，就會產(chǎn)生大量的不合格品，返工率和廢品率很高。
[0003]目前對于大批量套類零件的熱處理一般模壓淬火專用機(jī)床，在壓床內(nèi)被淬火零件的冷卻過程中，采用適合的淬火模具能有效地阻止零件收縮，減小變形，保證工件的熱處理質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定。
[0004]目前國內(nèi)在線使用的所有鐵路軸承模壓淬火壓床，主要是控制外套工件在淬火過程中滾道的變形量，牙口是指鐵路軸承外套兩端壁較薄的圓環(huán)部分，牙口的變形一直沒有一種合理的機(jī)構(gòu)進(jìn)行有效的控制，在淬火過程中工件快速冷卻后開始收縮抱緊模具，由于牙口處厚度較薄，首先收縮到位，工件滾道及中部較厚不封，會繼續(xù)向內(nèi)收縮，在該部分的收縮過程中，會引起牙口不同程度的外脹變形，造成牙口部分的變形量無法控制。
[0005]由于傳統(tǒng)的淬火后的加工工序即磨削加工是滾道和牙口是分工序加工，可以彌補(bǔ)牙口變形較大帶來的不足，但由于需要兩次裝卡和加工，加工效率低。隨著企業(yè)智能化制造的普及和自動化程度的提高，各鐵路軸承生產(chǎn)廠家對外套工件采用滾道和牙口一次磨削加工的智能磨床，如果牙口的變形量過大，且和滾道的同心度不能高度匹配，就會給一次性磨削加工帶來非常大的問題，會產(chǎn)生以下問題:1、牙口或滾道磨削不到位;2、由于牙口變形較大，在磨削過程中砂輪進(jìn)刀量變化過大，使砂輪的使用壽命迅速降低或損壞;3、磨削量不均勻，廢品率增大，嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，并存在一定的安全隱患。
[0006]并且在鐵路軸承模壓淬火壓床的實際使用過程中，外套工件在淬火完成后有時會有脫不開模的情況發(fā)生，即工件和模具沒有徹底分開。根據(jù)設(shè)備模具結(jié)構(gòu)分析，脫不開模的情況共有三種:一是工件和上下模具都沒有分開，此時主油缸上升受阻，如果3-5秒鐘后如果動橫梁沒有發(fā)生位移，控制系統(tǒng)會發(fā)出位移延時報警;二是工件和下模具粘連，在這種情況下，出料時進(jìn)出料機(jī)械手會發(fā)出抓取延時報警，即3-5秒鐘后如果機(jī)械手沒有上升，說明工件和下模具沒有脫開;三是工件和上模具粘連，這種情況目前還沒有預(yù)防手段和報警功能，由于整個淬火過程是在封閉的環(huán)境中進(jìn)行，因此，這種現(xiàn)象也不易被操作者發(fā)現(xiàn)，如果工件粘附在上模具上沒有被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下一個循環(huán)的紅熱工件到位后，動橫梁仍然會自動下降，造成工件乃至設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞，直接影響到企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是針對上述外套工件模壓淬火設(shè)備存在的問題，提供一種可有效控制外套類零件牙口變形，同時可檢測淬火后工件與模具脫模狀況的一種帶檢測和牙口限位裝置的模壓淬火機(jī)床。
[0008]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是:一種帶檢測和牙口限位裝置的模壓淬火機(jī)床，包括主機(jī)座、工作臺、立柱、安裝在工作臺上的下模具和安裝在動橫梁上的淬火油罩及安裝在淬火油罩內(nèi)的上模具，其特征在于在工作臺下方安裝有下模具油缸，盤狀的下壓環(huán)的下平面與下模具油缸的活塞桿端部相連，下壓環(huán)的上平面固定安裝有連接桿，連接桿穿過工作臺與環(huán)狀的內(nèi)錐體下端面相連，環(huán)狀的內(nèi)錐體的內(nèi)圓面為圓錐面;在下模具的安裝座上配裝有環(huán)形的下限位塊導(dǎo)向座，在下限位塊導(dǎo)向座的圓周上均布開有徑向?qū)蚩祝诿總€導(dǎo)向孔內(nèi)相配安裝有限位塊，環(huán)狀的內(nèi)錐體套在下限位塊導(dǎo)向座的外圓面上；
在淬火油罩內(nèi)的動橫梁上安裝有上模具油缸，環(huán)狀的上壓環(huán)上平面與上模具油缸的活塞桿端部相連，上壓環(huán)的下平面與環(huán)狀的內(nèi)錐體上端面相對應(yīng);環(huán)形的上限位塊導(dǎo)向座配裝在上模具底部，在上限位塊導(dǎo)向座的圓周上均布開有徑向?qū)蚩祝诿總€導(dǎo)向孔內(nèi)相配安裝有限位塊，環(huán)狀的內(nèi)錐體套在上限位塊導(dǎo)向座的外圓面上；
在上述立柱上安裝有探測用的氣缸，在探測用的氣缸中活塞桿端部安裝有工件探測頭，在淬火油罩上與上模具對應(yīng)位置開有用于氣缸中活塞桿穿過的孔，在探測用的氣缸上安裝有位置檢測開關(guān)，檢測開關(guān)與模壓淬火機(jī)床的電氣控制部分相連。
[0009]上述限位塊為柱狀，其一端面為弧面，弧面與工件外圓面相配，另一端面為斜面，其斜面的斜度與上述環(huán)狀內(nèi)錐體的內(nèi)圓錐面的斜面相配。
[0010]在上述環(huán)狀的內(nèi)錐體上的大開口端面上沿其軸向開有“U”形槽，“U”形槽的位置與上述下限位塊導(dǎo)向座和上限位塊導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔相對應(yīng)，在限位塊的斜面上開有沿其軸向的內(nèi)螺紋，在內(nèi)螺紋上安裝有螺桿，螺桿安裝在上述環(huán)的狀內(nèi)錐體上的“U”形槽內(nèi)，安裝在螺桿上的彈簧位于環(huán)狀內(nèi)錐體的外圓面上。
[0011]上述位置檢測開關(guān)為磁控開關(guān)。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下特點(diǎn):
1、有效提高生產(chǎn)效率。本裝置采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可滿足設(shè)備現(xiàn)有空間結(jié)構(gòu)的要求，且上、下牙口限形模具與上、下模具之間的高精度配合，保證了牙口模具和滾道模具的同軸度，減小了工件牙口、滾道的變形量，可有效減少后期加工的磨削量，提高產(chǎn)品的加工效率和合格率；
2、采用液壓驅(qū)動系統(tǒng)，重量輕、體積小、運(yùn)動慣性小、反應(yīng)速度快，操縱控制方便，可實現(xiàn)大范圍的壓力調(diào)節(jié)和無級調(diào)速，很容易實現(xiàn)機(jī)器的自動化控制和遠(yuǎn)程控制；
3、牙口模具可調(diào)，變形控制好，在本發(fā)明中，可以通過改變牙口模具外錐體的行程來調(diào)整牙口模具的內(nèi)徑尺寸，使工件牙口尺寸控制在要求的范圍之內(nèi)；
4、配套性好、成本低，本發(fā)明提供的鐵路軸承淬火壓床外套工件牙口限形裝置，是在原有的設(shè)備上進(jìn)行配套加裝，不用大范圍的改動或增加其他機(jī)構(gòu)，工作量小、成本低；
5、自動化程度高，本發(fā)明提供的外套工件牙口限形裝置，其動作運(yùn)行程序和整機(jī)的工作程序進(jìn)行互鎖和聯(lián)動，在淬火過程中，可隨著設(shè)備的自動運(yùn)行對外套工件的牙口變形進(jìn)行有效的控制，安全可靠；
6、脫模檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單。本發(fā)明的技術(shù)方案采用氣缸驅(qū)動探測頭對工件進(jìn)行探測，并通過氣缸上的磁控開關(guān)的通斷探測外套工件是否脫模； 7、脫模檢測裝置采用氣動驅(qū)動系統(tǒng)，動作迅速、方便、無沖擊，使用的元件和工作介質(zhì)成本低，便于現(xiàn)有機(jī)器設(shè)備的自動化改裝，對環(huán)境沒有污染；
8、脫模檢測裝置自動化程度高，本發(fā)明提供的套類工件探測裝置，其動作運(yùn)行程序和整機(jī)的工作程序進(jìn)行互鎖和聯(lián)動，可隨著設(shè)備的自動運(yùn)行對外套類工件的脫模過程進(jìn)行自動探測，安全可靠。
【附圖說明】
[0013]附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明限位塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3為本發(fā)明下限位塊導(dǎo)向座的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4為本發(fā)明附圖3的半剖俯視圖；
附圖5為本發(fā)明下限位塊導(dǎo)向座的結(jié)構(gòu)示意圖附圖6為本發(fā)明附圖5的半剖俯視圖。
【具體實施方式】
[0014]在圖1、2、3、4、5、6中，I 一主機(jī)座、2 —下模具油缸、3—下壓環(huán)、4 一連接桿、5—工作臺、6 —淬火油罩、7 —環(huán)狀的內(nèi)錐體、7-1—“U形槽”、8 —彈簧、9 —螺桿、10 —限位塊、11 —下模具、12—工件、13—上壓環(huán)、14 一上限位塊導(dǎo)向座、15—上模具、16 —上模具油缸、17 —主油缸、18—上橫梁、19 一動橫梁、20—上模具座、21—探測頭、22—探測用的氣缸、23—下限位塊導(dǎo)向座、23-1—限位塊導(dǎo)向孔、24 —立柱。
[0015]如圖1所示，下模具油缸2安裝在主機(jī)座I上，圓盤狀的下壓環(huán)3下端和下模具油缸中的活塞桿連接，下壓環(huán)的上平面固定安裝有連接桿4，連接桿穿過工作臺5與環(huán)狀的內(nèi)錐體7下端面相連，環(huán)狀的內(nèi)錐體的內(nèi)圓面為圓錐面;在下模具11的安裝座上配裝有環(huán)形的下限位塊導(dǎo)向座23，在下限位塊導(dǎo)向座的圓周上均布開有徑向?qū)蚩?3-1，在每個導(dǎo)向孔內(nèi)相配安裝有限位塊10，環(huán)狀的內(nèi)錐體套在下限位塊導(dǎo)向座的外圓面上。
[0016]在淬火油罩6內(nèi)的移動橫梁上安裝有上模具油缸16，環(huán)狀的上壓環(huán)13上平面與上模具油缸的活塞桿端部相連，上壓環(huán)的下平面與環(huán)狀的內(nèi)錐體上端面相對應(yīng);環(huán)形的上限位塊導(dǎo)向座14配裝在上模具15底部，配裝時要保證環(huán)形的上限位塊導(dǎo)向座與上模具同心。在上限位塊導(dǎo)向座的圓周上均布開有徑向?qū)蚩?，在每個導(dǎo)向孔內(nèi)相配安裝有限位塊10，環(huán)狀的內(nèi)錐體套在上限位塊導(dǎo)向座的外圓面上。
[0017]如圖1所示，在主機(jī)座I上安裝有工作臺5和立柱24，在立柱上安裝有上橫梁18，主油缸17中的活塞桿下端部與動橫梁19相連，并可帶動動橫梁上下移動，淬火油罩6安裝在動橫梁下部，在淬火油罩內(nèi)的動橫梁上通過上模具座20安裝有上模具15。
[0018]在立柱上水平安裝有探測用的氣缸22，在探測用的氣缸中活塞桿端部安裝有工件探測頭21，在淬火油罩上與上模具對應(yīng)位置開有用于氣缸中活塞桿穿過的孔，在探測用的氣缸上安裝有位置檢測開關(guān)，檢測開關(guān)與電氣控制部分相連，上述位置檢測開關(guān)為安裝在探測用的氣缸上的磁控開關(guān)。
[0019]如圖2所示，限位塊為柱狀，其右端面為弧面，弧面與工件12的外圓面相配，右端面為斜面，其斜面的斜度與上述環(huán)狀內(nèi)錐體的內(nèi)圓錐面的斜面相配。
[0020]如圖5、6所示，環(huán)形的下限位塊導(dǎo)向座23的圓周上均布開有徑向?qū)蚩?3-1，在每個導(dǎo)向孔內(nèi)相配安裝有限位塊，這樣每個限位塊可沿徑向?qū)蚩滓苿印?br>[0021]如圖3、4所示，在環(huán)狀的內(nèi)錐體7上的大開口端面上，即圖中所示的上端面沿其軸向開有“U”形槽7-1，“U”形槽的位置與上述下限位塊導(dǎo)向座和上限位塊導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔相對應(yīng)，在限位塊的斜面上開有沿其軸向的內(nèi)螺紋，在內(nèi)螺紋上安裝有螺桿9，螺桿安裝在上述環(huán)的狀內(nèi)錐體上的“U”形槽內(nèi)，安裝在螺桿上的彈簧8位于環(huán)狀內(nèi)錐體的外圓面上。
[0022]本裝置工作過程如下:
1、套類工件由上料機(jī)構(gòu)運(yùn)放至工作臺的上模具內(nèi)，工作臺運(yùn)行至上、下模具同軸的淬火位置后；
2、主油缸接到程序指令帶動動橫梁、淬火油罩、上模具等一起下降，使上模具插入紅熱的工件內(nèi)孔的淬火位后;淬火位置是上、下淬火模具與被淬火工件的內(nèi)圓面接觸，并使上、下模具與被淬火工件的內(nèi)圓同心，以減少工件淬火過程中的徑向變形。
[0023]3、向淬火油罩內(nèi)充淬火冷卻液，當(dāng)工件快速冷卻后開始收縮抱緊模具，由于牙口處厚度較薄，首先收縮到位，此時下模具油缸和上模具油缸分別向上和向下移動，帶動環(huán)狀的內(nèi)錐體分別向上和向下移動，通過其上的圓錐面推動限位塊徑向收縮，使限位塊上的弧面工件中的牙口外徑抱緊，限制了其在淬火中的變形，保證了牙口和滾道在淬火過程中變形的一致性和可控性；
4、淬火結(jié)束后，下模具油缸和上模具油缸分別帶動環(huán)狀的內(nèi)錐體分別向下和上向移動，限位塊在彈簧的彈力作用下沿上、下限位塊導(dǎo)向座中的導(dǎo)向孔徑向外移動，將工件松開，同時移動橫梁向上，帶動安裝在移動橫梁上的淬火油罩和上模具上升至上位，待下一循環(huán)淬火；
5、淬火完成后會出現(xiàn)以下四種情況:
1)如果工件和上、下模具徹底分開，設(shè)備正常自動運(yùn)行；
2)如果工件和上、下模具都沒有分開，設(shè)備主油缸系統(tǒng)具有延時報警功能；
3)如果工件和下模具沒有分開，設(shè)備中的去聊機(jī)械手系統(tǒng)無料可取，機(jī)械手系統(tǒng)延時報警；
4)如果工件和上模具沒有分開，探測氣缸驅(qū)動活塞桿和探測頭向左移動穿過淬火油罩上的孔進(jìn)行探測，如果上模具沒有工件，探測氣缸淬火油罩上與上模具對應(yīng)位置開有用于氣缸中活塞桿穿過的孔移動到位后，磁控開關(guān)接通，說明工件位置正常，探測頭回位。如果上模具與工件粘連，探測氣缸到位開關(guān)不通，說明工件位置異常，工件探測頭延時回位，系統(tǒng)發(fā)出工件異位報警信號，同時設(shè)備自動進(jìn)行二次脫模，如果二次脫模仍未成功，系統(tǒng)再次發(fā)出聲光報警信號并自動停機(jī)，提醒操作者人工處理該類事故。
【主權(quán)項】
1.一種帶檢測和牙口限位裝置的模壓淬火機(jī)床，包括主機(jī)座、工作臺、立柱、安裝在工作臺上的下模具和安裝在動橫梁上的淬火油罩及安裝在淬火油罩內(nèi)的上模具，其特征在于在工作臺(5)下方安裝有下模具油缸(2)，盤狀的下壓環(huán)(3)的下平面與下模具油缸的活塞桿端部相連，下壓環(huán)的上平面固定安裝有連接桿(4)，連接桿穿過工作臺與環(huán)狀的內(nèi)錐體(7)下端面相連，環(huán)狀的內(nèi)錐體的內(nèi)圓面為圓錐面;在下模具(11)的安裝座上配裝有環(huán)形的下限位塊導(dǎo)向座(23)，在下限位塊導(dǎo)向座的圓周上均布開有徑向?qū)蚩?23-1)，在每個導(dǎo)向孔內(nèi)相配安裝有限位塊(10)，環(huán)狀的內(nèi)錐體套在下限位塊導(dǎo)向座的外圓面上； 在淬火油罩(6)內(nèi)的動橫梁上安裝有上模具油缸(17)，環(huán)狀的上壓環(huán)(13)上平面與上模具油缸的活塞桿端部相連，上壓環(huán)的下平面與環(huán)狀的內(nèi)錐體上端面相對應(yīng);環(huán)形的上限位塊導(dǎo)向座(14)配裝在上模具(15)底部，在上限位塊導(dǎo)向座的圓周上均布開有徑向?qū)蚩?，在每個導(dǎo)向孔內(nèi)相配安裝有限位塊(10)，環(huán)狀的內(nèi)錐體套在上限位塊導(dǎo)向座的外圓面上； 在上述立柱(24)上安裝有探測用的氣缸(22)，在探測用的氣缸中活塞桿端部安裝有工件探測頭(21)，在淬火油罩上與上模具對應(yīng)位置開有用于氣缸中活塞桿穿過的孔，在探測用的氣缸上安裝有位置檢測開關(guān)，檢測開關(guān)與模壓淬火機(jī)床的電氣控制部分相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶檢測和牙口限位裝置的模壓淬火機(jī)床，其特征在于上述限位塊(10)為柱狀，其一端面為弧面，弧面與工件(12)外圓面相配，另一端面為斜面，其斜面的斜度與上述環(huán)狀內(nèi)錐體的內(nèi)圓錐面的斜面相配。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶檢測和牙口限位裝置的模壓淬火機(jī)床，其特征在于在上述環(huán)狀的內(nèi)錐體(7)上的大開口端面上沿其軸向開有“U”形槽(7-1)，“U”形槽的位置與上述下限位塊導(dǎo)向座(23)和上限位塊導(dǎo)向座(14)上的導(dǎo)向孔相對應(yīng)，在限位塊(10)的斜面上開有沿其軸向的內(nèi)螺紋，在內(nèi)螺紋上安裝有螺桿(9)，螺桿安裝在上述環(huán)的狀內(nèi)錐體(7)上的“U”形槽內(nèi)，安裝在螺桿上的彈簧(8)位于環(huán)狀內(nèi)錐體的外圓面上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶檢測和牙口限位裝置的模壓淬火機(jī)床，其特征在于上述位置檢測開關(guān)為磁控開關(guān)。
【文檔編號】C21D1/673GK105886725SQ201610483705
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】王國升, 許軍曉, 李翔
【申請人】寧夏機(jī)械研究院股份有限公司