專利名稱：桿件淬火裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬的熱處理設(shè)備，尤其涉及一種利用高頻感應(yīng)加熱技術(shù)的桿件淬火設(shè)備。
目前國際上對桿件淬火熱處理都是采用電阻爐間接傳導(dǎo)加熱，存在熱效率低，能源消耗大，桿件易變形，質(zhì)量不穩(wěn)定，作業(yè)條件差的缺點，日本生產(chǎn)的設(shè)備雖然自動化程度較高，但能耗大，價格昂貴，設(shè)備投資和生產(chǎn)成本高，不是一般企業(yè)所能承擔(dān)的。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種加熱均勻、淬火效果優(yōu)良及性能價格比高的桿件淬火裝置。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明可通過采用如下的技術(shù)措施來實現(xiàn)，設(shè)計一種桿件淬火裝置，包括用于冷卻被淬火桿件的冷卻池、用于加熱被淬火桿件的加熱裝置、用于夾持和傳送被淬火桿件進(jìn)入加熱裝置的機(jī)械升降機(jī)構(gòu)、用于控制加熱裝置的溫度以及機(jī)械升降機(jī)構(gòu)的行程和升降速度的控制電路板，其中，加熱裝置包括控制電路板中的高頻電源以及與高頻電源電連接的電磁感應(yīng)線圈，淬火桿件被插入機(jī)械升降機(jī)構(gòu)的夾具底部并被夾緊后，自上而下穿過通以高頻電源的電磁感應(yīng)線圈，位于線圈內(nèi)的一小段淬火桿件在線圈所產(chǎn)生的高頻磁場的作用下形成渦流發(fā)熱并迅速達(dá)到淬火溫度，繼而快速進(jìn)入冷卻池的冷卻液中進(jìn)行光亮淬火，待桿件整體下降到位后，夾具松開桿件，桿件自行落入冷卻池中。
附圖的圖面說明如下

圖1是本發(fā)明桿件淬火裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明加熱線圈的俯視圖(A)和正視圖(B)；圖3是本發(fā)明所述夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明夾具行程控制電路的原理方框圖；圖5是本發(fā)明逆變高頻電源的原理方框圖；圖6是本發(fā)明控制電路板4的原理電路圖。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
如圖1所示，桿件淬火裝置包括用于冷卻被淬火桿件的冷卻池1、用于加熱被淬火桿件的加熱裝置2、用于夾持和傳送被淬火桿件進(jìn)入加熱裝置2的機(jī)械升降機(jī)構(gòu)3和用于控制加熱裝置2溫度以及機(jī)械升降機(jī)構(gòu)3的行程和升降速度的控制電路板4，其中加熱裝置2包括控制電路板4中的高頻電源41以及與高頻電源41電連接的電磁感應(yīng)線圈21，淬火桿件被送入機(jī)械升降機(jī)構(gòu)3的夾具35后，在重錘353的重力作用下自行夾緊，被淬火桿件自上而下運(yùn)動穿過電磁感應(yīng)線圈21，當(dāng)被淬火桿件的下端到達(dá)電磁感應(yīng)線圈21時，控制電路板4中的高頻電源41立即向電磁感應(yīng)線圈21供給高頻大電流(低壓)，線圈21的高頻電流將產(chǎn)生高頻磁場，而桿件為鐵磁材料，位于線圈21內(nèi)的一小段淬火桿件在線圈21所產(chǎn)生的高頻磁場的作用下會產(chǎn)生渦流發(fā)熱并迅速達(dá)到淬火溫度，繼而快速進(jìn)入冷卻池1的冷卻液中進(jìn)行光亮淬火，待桿件整體下降到位后，固定在支架31下部的到位撐塊37碰觸重錘353，使重錘353向上偏移，帶動活動塊352移動使夾具35松開，桿件就自行掉進(jìn)冷卻池1中，此時控制電路板4立即發(fā)出控制信號斷開電磁感應(yīng)線圈21中的高頻大電流(低壓)，升降機(jī)構(gòu)3下降到位后快速上升回到起始位置，定時時間到后重復(fù)進(jìn)行下一輪桿件淬火工作。
在冷卻池1中設(shè)有料筐和提升料筐的卷揚(yáng)機(jī)，料框以四二位旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)到出料位置并由微型卷揚(yáng)機(jī)提升倒出。因此，桿件落入冷卻池1后由料框承接，當(dāng)累積到一定量后并由卷揚(yáng)機(jī)提升出料。冷卻池1為冷卻油池，池中安裝有一冷卻油泵11，用于對油池1內(nèi)的淬火油進(jìn)行攪拌，使冷卻油循環(huán)流動，以增強(qiáng)冷卻效果，另在電磁感應(yīng)線圈的附近設(shè)有一排煙裝置，可排掉淬火過程中產(chǎn)生的油煙等。
如圖2所示，所述加熱裝置2的電磁感應(yīng)線圈21由直徑6毫米的空心銅管繞制成螺旋形狀，其圈數(shù)和直徑直接影響穿過該線圈的被淬火桿件的溫度和設(shè)備效率。一般情況，該螺旋線圈的直徑為3至5厘米，圈數(shù)為3至6圈，線圈的兩端與兩個直徑為8毫米的銅管通過錫焊固定連接。為使線圈長期安全運(yùn)行，線圈銅管內(nèi)腔通水進(jìn)行水冷卻，線圈外部由微型風(fēng)扇進(jìn)行風(fēng)冷卻，水冷部分通過延長水路以增加水阻，以確保水電相互安全，同時設(shè)有欠水壓開關(guān)，保證同時通水電源才能工作。
如圖1所示，所述機(jī)械升降機(jī)構(gòu)3包括支架31、安裝在支架31上的馬達(dá)32及由馬達(dá)32帶動的皮帶齒輪傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)把從動輪33和螺桿34的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成與螺桿34旋配的螺帽36的垂直方向的直線運(yùn)動；螺帽36的下端部固定一夾具35；因此馬達(dá)32可通過傳動系統(tǒng)帶動夾具35沿垂直方向上、下運(yùn)動。如圖3所示，所述夾具35包括固定塊351、活動塊352、重錘353，固定塊351與活動塊352通過轉(zhuǎn)軸354活動軸連接，重錘353固定在活動塊352的上端且向外傾斜，重錘353靠自身的重量帶動活動塊352壓向固定塊351，從而自動把送入夾具35的桿件夾緊，夾具35內(nèi)有定位臺階355可使桿件定位。當(dāng)夾具35下行到支架31的下部時，固定在支架31下部的到位撐塊37碰觸重錘353，使重錘353向上偏移，帶動活動塊352移動使夾具35松開，桿件便自行掉進(jìn)冷卻池1中。
所述控制電路板4的原理電路圖如圖6所示，它被置于控制機(jī)柜5內(nèi)，包括夾具行程控制電路及逆變高頻電源兩部分，其中的夾具行程控制電路含有三段變頻調(diào)速電路42，經(jīng)編程設(shè)置三段速度，用于根據(jù)被淬火桿件的形狀結(jié)構(gòu)，如桿件的粗細(xì)不均勻，以及不同的工藝要求把夾具35的整個行程分成三段具有不同線速度的分行程，在桿件直徑較大的部位，下降速度慢一些，以延長加熱時間；相反，在桿件直徑較小的部位，下降速度快一些，以縮短加熱時間；由于設(shè)置了三段變頻調(diào)速電路42，使得本發(fā)明裝置特別適合于不等徑桿件的淬火。限位開關(guān)A、B、C和D，用于設(shè)定各段位置并傳遞控制信號，改變某段分行程的速度；上、下限越位保護(hù)開關(guān)，用于限定夾具35的行程，確保設(shè)備安全(圖4)。桿件下降到位后，立即切斷電磁感應(yīng)線圈21的高頻電流，馬達(dá)32自動反轉(zhuǎn)全速回復(fù)到位停止，同時啟動冷卻油泵11，油泵11運(yùn)行到設(shè)定時間自動停止，夾具35回復(fù)到位后重新裝料，可設(shè)定一定的時間用于裝料，設(shè)定時間到后自動開始下一輪工作，全部控制回路形成閉環(huán)自動反復(fù)進(jìn)行，也可手動調(diào)節(jié)，以備檢修調(diào)試之需。
加熱裝置中的逆變高頻電源41如圖5所示，該高頻電源41的產(chǎn)生過程如下三相工頻電壓經(jīng)可控硅整流電路整流調(diào)壓變?yōu)橹绷?，再?jīng)濾波電路濾波，使脈動直流更加平直穩(wěn)定，最后經(jīng)可控硅逆變電路逆變觸發(fā)，把平穩(wěn)的直流電逆變?yōu)楦哳l交流電壓，再輸送到負(fù)載電磁感應(yīng)線圈21以產(chǎn)生高頻磁場；另設(shè)有輔助電源供電給邏輯控制、電壓控制振蕩器(VCO)，對逆變電路進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，其結(jié)果通過面板顯示。
上述電路部分是現(xiàn)有技術(shù)的組合應(yīng)用，這里不再贅述。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明產(chǎn)品具有如下優(yōu)點優(yōu)質(zhì)高效，不但提高了淬火質(zhì)量，還可大范圍降低能源消耗，降低投資和生產(chǎn)成本，改善作業(yè)條件和環(huán)境，且具有十分可觀的性能價格比。
本實用新型裝置實施例所用主要元、器件型號、參數(shù)如下電路符號名稱規(guī)格型號BP1 變頻器K1～K10 中間繼電器RJ1～RJ3熱繼電器SL1～SL6行程開關(guān)SJ1～SJ2開關(guān)SB1～SB2鉛子開關(guān)SA1～SA2主令開關(guān)Q1～Q2 空氣開關(guān)SC1 按鈕H1～H6 指示燈D1 冷卻泵D2 噴油泵D 馬達(dá)
權(quán)利要求
1.一種桿件淬火裝置，包括用于冷卻被淬火桿件的冷卻池(1)、用于加熱被淬火桿件的加熱裝置(2)、用于夾持和傳送被淬火桿件進(jìn)入加熱裝置(2)的機(jī)械升降機(jī)構(gòu)(3)和用于控制加熱裝置(2)溫度以及機(jī)械升降機(jī)構(gòu)(3)的行程和升降速度的控制電路板(4)，其特征在于加熱裝置(2)包括控制電路板(4)中的高頻電源(41)以及與高頻電源(41)電連接的電磁感應(yīng)線圈(21)，淬火桿件被送入機(jī)械升降機(jī)構(gòu)(3)的夾具(35)后，自上而下穿過通以高頻電源的電磁感應(yīng)線圈(21)，位于線圈(21)內(nèi)的一小段淬火桿件在線圈(21)所產(chǎn)生的高頻磁場的作用下形成渦流發(fā)熱并迅速達(dá)到淬火溫度，繼而快速進(jìn)入冷卻池(1)的冷卻液中，待桿件整體下降到位后，夾具(35)松開桿件，桿件自行落入冷卻池(1)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿件淬火裝置，其特征在于所述加熱裝置(2)的電磁感應(yīng)線圈(21)由空心銅管繞制成螺旋形狀，該螺旋線圈的直徑為3至5厘米，圈數(shù)為3至6圈線圈銅管內(nèi)腔通水進(jìn)行水冷卻，線圈外部由微型風(fēng)扇進(jìn)行風(fēng)冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿件淬火裝置，其特征在于所述機(jī)械升降機(jī)構(gòu)(3)包括支架(31)、安裝在支架(31)的馬達(dá)(32)及由馬達(dá)(32)帶動的皮帶齒輪傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)把從動輪(33)和螺桿(34)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成與螺桿(34)旋配的螺帽(36)的垂直方向的直線運(yùn)動；螺帽(36)的下端部固定一夾具(35)，該夾具(35)包括固定塊(351)、活動塊(352)、重錘(353)，固定塊(351)與活動塊(352)通過轉(zhuǎn)軸(354)活動軸連接，重錘(353)固定在活動塊(352)的上端且向外傾斜；夾具(35)靠重錘(353)的重量自行夾緊，當(dāng)夾具(35)下行到支架(31)的下部時，固定在支架(31)下部的到位撐塊(37)碰觸重錘(353)，使重錘(353)偏移，帶動活動塊(352)使夾具(35)松開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿件淬火裝置，其特征在于所述控制電路板(4)被置于控制機(jī)柜(5)內(nèi)，含有三段變頻調(diào)速電路(42)，用于根據(jù)被淬火桿件的形狀結(jié)構(gòu)把夾具(35)的整個行程分成三段具有不同線速度的分行程；限位開關(guān)，用于傳遞控制信號，改變某段分行程的速度；上、下限越位保護(hù)開關(guān)，用于設(shè)定夾具(35)的行程，確保設(shè)備安全。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿件淬火裝置，其特征在于所述高頻電源(41)的產(chǎn)生過程如下三相工頻電壓經(jīng)整流電路整流調(diào)壓變?yōu)橹绷鳎俳?jīng)濾波電路濾波，使脈動直流更加平穩(wěn)，最后經(jīng)逆變電路，把平穩(wěn)的直流電逆變?yōu)楦哳l交流電壓，再輸送到電磁感應(yīng)線圈(21)以產(chǎn)生高頻磁場；邏輯控制、電壓控制振蕩器(VCO)、輔助電源對逆變電路進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，其結(jié)果通過面板顯示。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿件淬火裝置，其特征在于所述冷卻池(1)為冷卻油池，在冷卻油池(1)中安裝一冷卻油泵(11)，用于對油池(1)內(nèi)的淬火油進(jìn)行攪拌，使冷卻油流動，以增強(qiáng)冷卻效果。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿件淬火裝置，其特征在于在電磁感應(yīng)線圈(21)的附近設(shè)一排煙裝置，以排掉淬火時產(chǎn)生的油煙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿件淬火裝置，其特征在于在冷卻池(1)中設(shè)有料筐和提升料筐的卷揚(yáng)機(jī)，料筐用于盛放淬火后的桿件。
全文摘要
一種桿件淬火裝置,包括:冷卻池1、加熱裝置2、機(jī)械升降機(jī)構(gòu)3和控制電路板4;所述加熱裝置2包括高頻電源41以及與高頻電源41電連接的電磁感應(yīng)線圈21,淬火桿件被送入機(jī)械升降機(jī)構(gòu)3的夾具35后,自上而下穿過通以高頻電源的電磁感應(yīng)線圈21,位于線圈21內(nèi)的一小段淬火桿件在高頻磁場的作用下形成渦流發(fā)熱并迅速達(dá)到淬火溫度,繼而快速進(jìn)入冷卻池1的冷卻油中,待桿件整體下降到位后,夾具35松開桿件,桿件自行落入冷卻池1中。本發(fā)明能保證桿件淬火質(zhì)量,減少能源消耗,特別適用于不等徑桿件的淬火,具有較高的性能價格比。
文檔編號C21D1/09GK1368559SQ0110750
公開日2002年9月11日 申請日期2001年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月3日
發(fā)明者楊松鶴, 趙宏哲, 戚偉 申請人:楊松鶴