CN103409600B - 工件淬火机床及其淬火方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件淬火机床及其淬火方法；工件淬火机床，包括床体；床体上设置有淬火***；床体上设置有运动夹具***；床体上还设置有水冷却***，床体上还设置有用于机床按步骤自动操作的控制***，控制***与淬火***连接；控制***与运动夹具***连接；控制***与水冷却***连接。淬火方法包括如下步骤：将工件设置在运动夹具***上；运动夹具带动工件移动至淬火位置；控制***控制水冷却***对工件中间位置喷水；控制***控制高频电源使淬火线圈加热；控制***控制水冷却***对淬火线圈喷水，对淬火线圈和工件冷却。淬火装置结构设置巧妙，淬火方法达到了更好的淬火效果。

Description

工件淬火机床及其淬火方法

技术领域

本发明涉及一种工件淬火技术领域，具体涉及一种工件淬火机床及其淬火方法。

背景技术

淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。现有技术中的淬火装置结构设计不合理，无法满足工件产品对不同部件硬度要求不同的要求，淬火工艺效果差。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种工件淬火机床及其淬火方法，以期待解决现有技术中淬火装置结构设计不合理，无法满足工件产品对不同部件硬度要求不同的要求，淬火工艺效果差等问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种工件淬火机床，包括床体；所述的床体上设置有淬火***；所述床体上设置有运动夹具***；所述床体上还设置有用于冷却淬火***和工件的水冷却***，所述水冷却***与所述运动夹具***连接，所述水冷却***通过连接管道与工件中间位置连接；所述床体上还设置有用于机床按步骤自动操作的控制***，所述控制***与所述淬火***连接；所述控制***与所述运动夹具***连接；所述控制***与所述水冷却***连接。

更进一步的技术方案是淬火***包括高频电源和至少一个淬火线圈，所述高频电源与所述淬火线圈连接。

更进一步的技术方案是运动夹具***包括运动机构和夹具机构；所述运动机构包括垂直运动机构和旋转运动机构。

更进一步的技术方案是控制***包括用于控制水温度的水温控制***。

更进一步的技术方案是夹具机构设置在所述旋转运动机构上；所述夹具机构包括至少两个冷却夹具装置，所述两个冷却夹具装置设置在旋转运动机构上部的对称位置。

一种工件淬火机床的淬火方法，所述的淬火方法包括如下步骤：将工件设置在运动夹具***上；运动夹具带动工件移动至淬火位置；控制***控制水冷却***对工件中间位置喷水；控制***控制高频电源使淬火线圈加热；控制***控制水冷却***对淬火线圈喷水，对淬火线圈和工件冷却；旋转运动机构旋转，使冷却的工件旋转至卸载处，同时对称位置的待加工工件旋转至淬火位置。

更进一步的技术方案是高频电源的频率是6KHz至14KHz。

更进一步的技术方案是淬火线圈加热时间是6秒至18秒。

更进一步的技术方案是冷却时间是4秒至12秒。

更进一步的技术方案是水冷却***中水温控制在20摄氏度至60摄氏度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中工件淬火装置结构设置巧妙，通过对工件中间位置喷水结构形式设计，满足了对工件不同部件有不同硬度要求的需要，如满足组合凸轮轴类似产品的表面和心部硬度要求不同等。本发明的淬火方法通过特定的工艺以及工艺参数的设定，达到了更好的淬火效果。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

如图1所示，图1示出了本发明一个实施例的结构示意图。本发明工件淬火机床，包括床体；床体为各组件的连接主体，床体的结构根据需要设计成运动夹具***可控制升降的形式。本实施例中床体上设置有淬火***；淬火***包括高频电源和淬火线圈1，高频电源与淬火线圈连接。淬火线圈的个数可以根据一次需要淬火的如凸轮片等工件的个数来确定，一次可对一个凸轮片淬火，也可以同时对两个凸轮片淬火，或是同时对三个、四个或更多凸轮片等工件进行淬火，具体的实施方案是，本实施例中一次淬火两个工件，即设置两个淬火线圈。床体上在淬火***下方设置有运动夹具***；本实施例中运动夹具***包括运动机构和夹具机构；优选的实施方案是，本实施例中运动机构包括垂直运动机构4和旋转运动机构3。具体实施方案是运动机构通过回转气缸提供运动作用力。夹具机构与回转气缸连接，回转气缸带动夹具旋转，使淬火时间和装夹工件产品的时间重叠；本实施例中的工件产品可以是如组合凸轮轴产品的凸轮片等类似产品。同时根据产品仅对外圈进行要求的要求，本实施例中采用对工件中间喷水的结构形式；优选的是工件中间喷水结构形式可调节。本实施例中床体上还设置有水冷却***，水冷却***包括与控制***5连接的水冷***6和内冷却水池2；水冷***和内冷却水池连接；水冷却***与运动夹具***连接，本实施例中水冷却***可以通过连接管道与工件中间位置连接；作为优选的实施方案，本实施例中床体上还设置有用于机床按步骤自动操作的控制***5，控制***与淬火***连接；控制***与运动夹具***连接；控制***与水冷却***连接。控制***包括用于控制水温度的水温控制***，可将水的温度控制在设定的范围内。控制***还可以对淬火***进行参数设置。

根据本发明的另一个实施例，本实施例垂直运动机构设置在旋转运动机构下部，与旋转运动机构配合使用。旋转运动机构是有外圈的圆盘与中间的小圆盘结构旋转轴组合而成，优选的实施方案是，外圈圆盘上设置有偶数个冷却夹具装置，冷却夹具装置整体结构类似于圆柱状，可以用于将凸轮片套接在冷却夹具装置上端，凸轮片的顶面与冷却夹具装置的顶面齐平或略低于冷却夹具装置顶面，冷却夹具装置可以对凸轮片的中间内环进行水冷却。同时冷却夹具装置的出水量可调节，通过调节冷却夹具装置的出水量来控制对凸轮片中间内环冷却的厚度。偶数个冷却夹具装置的设置是平均设置在旋转运动机构外圈圆盘上的对称位置，本实施例中是设置四个冷却夹具装置，分成两组，每组两个，对称设置在旋转运动机构外圈圆盘上的对称位置，当其中一组进行淬火并冷却完成后，运动机构通过垂直运动机构下降，同时通过旋转运动机构旋转至卸载位置，与此同时，另一组刚好旋转至淬火线圈位置进行淬火，使淬火工件和卸载工件时间重叠，提高工作效率。作为优选的实施方案，在淬火线圈上设置有一组冷却管，用于对淬火时工件和的水冷却，冷却管位置可调节，提高了机动性。

根据本发明的另一个实施例工件淬火机床的淬火方法，本实施例淬火方法包括如下步骤：将两组工件设置在运动夹具***上；运动夹具带动工件移动至淬火位置；工作台上移至工作位；控制***控制水冷却***对工件中间位置喷水；控制***控制高频电源使淬火线圈加热；加热时间控制在6秒至18秒，优选的加热时间是8秒或9秒或10秒或11秒或12秒或13秒或14秒或15秒。高频电源的频率是6KHz至14KHz，优选的高频电源频率是8KHz或9KHz或10KHz或11KHz或12KHz或14KHz。淬火时，可根据需要通过水冷却管对正在淬火的工件外圈进行喷水冷却，淬火完成后，关闭高频电源，控制***控制水冷却***对淬火线圈喷水，对淬火线圈和工件冷却。对淬火线圈和工件冷却的冷却时间是4秒至12秒，优选的冷却时间是6秒或7秒或8秒或10秒或12秒。淬火时，水冷却***中冷却物质是水溶液，优选的水溶液中介质浓度是2%至5%。水溶液温度控制在20摄氏度至60摄氏度。水溶液温度可以是20度或21度或25度或26度或27度或31度或40度或45度或50度或55度。第一组工件冷却完成后，垂直运动机构向下运动，移出淬火工位，同时旋转运动机构旋转运动，将冷却完成的工件旋转至卸载工位，同时待淬火工件旋转至淬火工位，垂直运动机构向上运动，将待淬火工件移动至淬火工位进行淬火，开始循环下一个淬火工作过程，使得淬火工件和卸载以及安装工件时间重叠，提高了工作效率，节约了时间以及人力、资源成本。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种工件淬火机床，包括床体；其特征在于：所述的床体上设置有淬火***；所述床体上设置有运动夹具***；所述床体上还设置有用于冷却淬火***和工件的水冷却***，所述水冷却***与所述运动夹具***连接，所述水冷却***通过连接管道与工件中间位置连接；所述床体上还设置有用于机床按步骤自动操作的控制***，所述控制***与所述淬火***连接；所述控制***与所述运动夹具***连接；所述控制***与所述水冷却***连接。

2.根据权利要求1所述的工件淬火机床，其特征在于所述的淬火***包括高频电源和至少一个淬火线圈，所述高频电源与所述淬火线圈连接。

3.根据权利要求1所述的工件淬火机床，其特征在于所述的运动夹具***包括运动机构和夹具机构；所述运动机构包括垂直运动机构和旋转运动机构；所述的夹具机构设置在所述旋转运动机构上；所述夹具机构包括至少两个冷却夹具装置，所述两个冷却夹具装置设置在旋转运动机构上部的对称位置。

4.根据权利要求1所述的工件淬火机床，其特征在于所述的控制***包括用于控制水温度的水温控制***。

5.根据权利要求1至4中任一所述的工件淬火机床的淬火方法，其特征在于所述的淬火方法包括如下步骤：将工件设置在运动夹具***上；运动夹具带动工件移动至淬火位置；控制***控制水冷却***对工件中间位置喷水；控制***控制高频电源使淬火线圈加热；控制***控制水冷却***对淬火线圈喷水，对淬火线圈和工件冷却；旋转运动机构旋转，使冷却的工件旋转至卸载处，同时对称位置的待加工工件旋转至淬火位置。

6.根据权利要求5所述的淬火方法，其特征在于所述的高频电源的频率是6KHz至14KHz。

7.根据权利要求5所述的淬火方法，其特征在于所述的淬火线圈加热时间是6秒至18秒。

8.根据权利要求5所述的淬火方法，其特征在于所述的冷却时间是4秒至12秒。

9.根据权利要求5所述的淬火方法，其特征在于所述的水冷却***中水温控制在20摄氏度至60摄氏度。