專利名稱：軸承內(nèi)外套圈淬火工藝及其淬火設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱處理工藝和裝置，特別是一種軸承內(nèi)外套圈淬火工藝及其淬火設(shè)備。
背景技術(shù)：
在軸承加工過程中，需要對軸承內(nèi)外圈進(jìn)行淬火處理，特別是我國鐵路的多次提速，對鐵路軸承的要求也越來越高。對鐵路軸承內(nèi)外圈成品要求滲碳層厚度1.5-2.3mm，工件表面淬火回火后硬度60-64HRC，心部硬度35-45HRC。由于軸承鋼淬火畸變大，收縮嚴(yán)重，以致在后續(xù)加工中造成滲碳層偏淺甚至被加工掉，或者因為變形不均勻、部分區(qū)域黑皮加工不掉而導(dǎo)致批量報廢。同時，目前在對軸承內(nèi)外套圈進(jìn)行加熱時，均采用對內(nèi)外套圈分別進(jìn)行加熱，加熱設(shè)備的利用率很低，浪費了大量的能源。
為解決淬火畸變大，收縮嚴(yán)重的問題，人們做了大量的工作，本發(fā)明人在2004年7月28日就申請了《一種多工位軸承內(nèi)外套淬火壓床》專利號為2004200886806.9的實用新型專利，該項專利的技術(shù)方案包括底座、立柱、支撐梁、上下動力缸、上下滑塊、上下主軸，上下模具、導(dǎo)軌、冷卻油箱。底座、立柱和支撐梁安裝固定為一體，上動力缸安裝在支撐梁上，并與上滑塊和上主軸相連接，上模具安裝在上主軸上。下動力缸安裝在底座上，并與下滑塊和下主軸相連接，下模具安裝在下主軸上。本實用新型在保證工件淬火硬度的同時，可減少淬火形變，降低材料損耗和廢品率，縮短磨削工時，提高工效，降低勞動強度，實現(xiàn)多工位淬火工序的連續(xù)化。目前本發(fā)明人在上述專利基礎(chǔ)上對淬火工藝和淬火壓床進(jìn)行了改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種新的淬火工藝，將軸承內(nèi)、外套圈進(jìn)行套裝加熱，即將軸承內(nèi)圈放在軸承外圈中同時進(jìn)行加熱，然后將軸承內(nèi)、外套圈分別放入軸承內(nèi)、外套淬火設(shè)備中同時淬火，然后套裝出料，提高了加熱設(shè)備的加熱效率。
本發(fā)明的目的之二是提供一種將具有淬火功能的機床合理的組合在一起，可同時對兩套鐵路軸承即兩個外套、四個內(nèi)套進(jìn)行同時淬火處理，并且可實現(xiàn)工件的定位、淬火、脫模等自動完成的鐵路軸承內(nèi)、外套圈淬火設(shè)備。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是一種軸承內(nèi)外套圈淬火工藝，該淬火工藝的步驟是a、套裝加熱將需要淬火的軸承內(nèi)圈放入軸承的外圈中，通過加熱爐對軸承內(nèi)、外圈同時加熱b、淬火裝料將加熱后的軸承內(nèi)、外圈分別放入軸承內(nèi)、外圈淬火設(shè)備中；c、對軸承內(nèi)外圈同時淬火通過軸承內(nèi)、外圈淬火設(shè)備對軸承內(nèi)、外圈進(jìn)行定位固定淬火；d、出料淬火后的軸承內(nèi)、外圈從淬火設(shè)備中自動脫料后，將軸承外圈再套在軸承內(nèi)圈后，套裝出料。
上述的淬火裝料過程是通過機械手將軸承外圈抓起后放入軸承外圈淬火設(shè)備中。
用于軸承內(nèi)外套圈淬火工藝的專用軸承內(nèi)、外套圈淬火設(shè)備，該設(shè)備包括軸承內(nèi)、外圈淬火設(shè)備底座、淬火模具、立柱和安裝在立柱上的橫梁，其特征在于在軸承外套淬火壓床的底座上安裝有可移動的箱式工作臺，在箱式工作臺上安裝有軸承外套淬火下模具，在軸承外套淬火床的底座上固定有立柱，立柱上固定有橫梁，在橫梁上通過油缸連接有可上下移動的活動橫梁，冷卻油罩固定在活動橫梁上，冷卻油罩的下端面安裝有密封圈，在冷卻油罩內(nèi)安裝有與箱式工作臺上的下模具相對應(yīng)的軸承外套淬火上模具，上模具與固定在活動橫梁上的油缸相連，在箱式工作臺的一側(cè)安裝有冷卻油進(jìn)口，冷卻油進(jìn)口與冷卻油輸送管上的出口相對應(yīng)；在橫梁上的伸出部分安裝有導(dǎo)軌，在道軌上安裝有可沿道軌移動的用于抓取軸承外圈的機械手，在軸承外套淬火壓床一側(cè)機械手移動范圍內(nèi)的下方固定有軸承內(nèi)套淬火設(shè)備，在軸承內(nèi)套淬火設(shè)備的工作臺內(nèi)安裝有可升降的軸承內(nèi)套淬火模具。
上述安裝在箱式工作臺上的軸承外套淬火下模具為兩套。
上述機械手的移動是通過安裝在橫梁上的水平移動氣缸帶動移動座移動，在移動座上安裝有垂直提升氣缸，垂直提升氣缸一端固定在移動座上，另一端與機械手相連。
上述軸承內(nèi)套淬火設(shè)備的工作臺內(nèi)安裝的可升降的軸承內(nèi)套淬火模具包括由漲緊錐體和與漲緊錐體配套的漲緊套，在由工作臺形成的熱處理箱體內(nèi)安裝有將箱體分為上、下兩個腔室的隔板，在隔板的下平面上安裝有帶動被淬火零件上下移動的油缸和與淬火模具中的漲緊錐體相連接的漲緊油缸，油缸的活塞桿伸出隔板并與上腔室內(nèi)的升降板固定相連，在升降板和熱處理箱體的上平面與淬火模具相對應(yīng)處開有孔，在升降板上與開孔位置對應(yīng)處固定有零件支承座，在隔板的上平面上安裝有固定淬火模具的支座，油缸的活塞桿穿過支座與淬火模具中的漲緊錐體相連接，熱處理箱體下腔室上安裝有冷卻液進(jìn)口，在熱處理箱體上腔室上安裝有冷卻液出口，在隔板上開有可使冷卻液進(jìn)入上、下腔室的通道。
上述油缸和與漲緊油缸相連接的淬火模具的數(shù)量為兩套，在升降板和由工作臺形成的熱處理箱體的上平面與淬火模具相對應(yīng)處開有兩個孔。
在上述由工作臺形成的熱處理箱體上腔室上開有用于溢流的溢流孔。
本發(fā)明的特點是1、淬火工藝簡單、實用，經(jīng)濟效益高。本淬火工藝中的套裝加熱，可提高熱處理加熱設(shè)備的加熱效率和加熱速度一倍，同時可有低加熱設(shè)備的加熱成本一倍以上，對于大批量軸承加工企業(yè)來說，經(jīng)濟效益非常顯著。2、于上述工藝相配套的淬火設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單，工藝適用性好，工件定位準(zhǔn)確，提高了軸承內(nèi)、外套淬火的工作效率和質(zhì)量；3、工件在淬火時，內(nèi)外面同時浸油冷卻，軸承內(nèi)、外套冷卻均勻，這樣就保證了軸承內(nèi)、外套硬度均勻、變形小；4、通過上懸掛機械手上料，提高了操作的安全性，并且使本方案的占地面積小，空間利用率高；5、本淬火壓床同時可對兩套鐵路軸承進(jìn)行淬火，非常適合與大批量熱處理生產(chǎn)線的配套使用。


附圖1為本發(fā)明實的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明軸承外套淬火壓床的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本發(fā)明軸承內(nèi)套淬火設(shè)備工作臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
一套鐵路軸承是由兩個內(nèi)套和一個外套組成，在對其內(nèi)、外套圈進(jìn)行淬火時，將兩個軸承內(nèi)套摞起后裝在一個軸承外套中，送入連續(xù)加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱后的鐵路軸承內(nèi)、外套圈通過快速移動輥道輸送到如圖1所示的軸承內(nèi)套淬火設(shè)備的工作臺26上，通過安裝在橫梁3上的伸出部分的導(dǎo)軌18上的機械手22將軸承外套7抓起，沿導(dǎo)軌向左移動，放入安裝在箱式工作臺14上的軸承外套淬火下模具15中進(jìn)行淬火，兩套軸承內(nèi)套23通過安裝在右側(cè)的軸承內(nèi)套淬火設(shè)備進(jìn)行淬火。
淬火結(jié)束后，通過機械手22將軸承外套7抓起后，套裝在軸承內(nèi)套后出料。
圖1、2、3中，1-油缸、2-冷卻油輸送管、3-橫梁、4-油缸、5-上模具、6-冷卻油罩、7-軸承外套、8-立柱、9-出口、10-氣缸、11-底座、12-冷卻油進(jìn)口、13-內(nèi)腔、14-箱式工作臺、15-下模具、16-密封圈、17-活動橫梁、18-導(dǎo)軌、20-移動座、21-垂直提升氣缸、22-機械手、23-軸承內(nèi)套、24-水平移動氣缸、25-立柱、26-工作臺、27-零件支承座、28-升降板、29-活塞桿、30-漲緊錐體、31-漲緊套、32-上腔室、33-溢流孔、34-孔、35-漲緊油缸、36-通道、37-下腔室、38-冷卻液進(jìn)口、39-油缸、40-隔板、41-支座、42-出口軸承內(nèi)套的淬火過程如圖3所示，軸承內(nèi)套淬火設(shè)備的工作臺26為一箱體結(jié)構(gòu)，被加熱的軸承內(nèi)套23被輸送到工作臺26上，這時固定在升降板28上的零件支承座27通過油缸39的活塞桿29被上舉到工作臺26上平面的開孔位置，支承座的上平面與工作臺的上平面平齊，軸承內(nèi)套被放置在零件支承座上，這時活塞桿29下降，帶動升降板和零件支承座下降，淬火模具的漲緊錐體30穿過升降板28和零件支承座中間的孔內(nèi)。由于漲緊錐體30上部的錐臺可使軸承內(nèi)套被自動找正套入淬火模具中的漲緊套31內(nèi)。當(dāng)油缸39下降到底位時，如圖3的右側(cè)視圖所顯示的位置，這時漲緊油缸35的活塞桿向下移動，由于漲緊油缸35的活塞桿與漲緊套相連，將漲緊套撐開，將工件23定位夾緊。冷卻液通過安裝在工作臺一側(cè)的冷卻液進(jìn)口38和隔板40上的通道36進(jìn)入工作臺內(nèi)的上腔室32內(nèi)，同時冷卻液通過下腔室37、支座41上開的孔34和漲緊套進(jìn)入工件的內(nèi)面，同時對軸承內(nèi)套的內(nèi)外面進(jìn)行淬火，高出溢流面的冷卻液通過溢流孔33返回到油池中。淬火結(jié)束后，工作臺內(nèi)的冷卻液通過出口42返回油池中。漲緊油缸的活塞桿向上移動，漲緊套縮回，同時活塞桿29向上移動，通過升降板28和零件支承座27將軸承內(nèi)套升舉到工作臺的上平面，完成對工件的淬火過程。
如圖3所示，本技術(shù)方案是由兩套淬火模具組成，中心線左側(cè)為淬火過程中取工件工位，中心線右側(cè)為淬火過程中淬火工位。在對鐵路軸承內(nèi)套進(jìn)行熱處理時，該裝置可以同時處理四個內(nèi)套，左側(cè)模具中兩套，右側(cè)模具中兩套。
軸承外套的淬火過程如圖1、2所示，軸承外套7由機械手22抓起后，機械手沿導(dǎo)軌18向左移動，此時箱式工作臺14在圖2所示的待料位置。機械手將軸承外套放入箱式工作臺14上安裝的軸承外套淬火下模具15中，然后箱式工作臺14在固定安裝在底座11上的氣缸10作用下向右移動，使固定在冷卻油罩6內(nèi)的軸承外套淬火上模具5與其在同一軸線上，同時箱式工作臺一側(cè)安裝的冷卻油進(jìn)口12與冷卻油輸送管2上的出口9密閉配合。在軸承外套淬火床的底座11上固定有立柱8，立柱上固定有橫梁3，在橫梁3上通過油缸1連接有可上下移動的活動橫梁17，冷卻油罩6固定在活動橫梁17上，冷卻油罩6的下端面安裝有密封圈16，上模具5與固定在活動橫梁17上的油缸4相連。當(dāng)箱式工作臺14向有移動到位后，油缸1帶動冷卻油罩6向下移動，使冷卻油罩6下端面的密封圈16與箱式工作臺14的上平面形成密封，同時軸承外套淬火上模具5插入軸承外套與軸承外套淬火下模具15將軸承外套定位、壓緊，這時冷卻油由冷卻油輸送管2、出口9和冷卻油進(jìn)口12進(jìn)入箱式工作臺14內(nèi)腔13中，通過箱式工作臺14上平面上開的孔進(jìn)入冷卻油罩6對軸承外套進(jìn)行淬火處理；淬火結(jié)束后，冷卻油通過安裝在工作臺14上的回流泄油閥將冷卻油排出。冷卻油罩6向上移動到位后，箱式工作臺向左移動，軸承外套通過機械手22抓取后，向右移動將軸承外套再套在軸承內(nèi)套上，套裝出料，完成一個淬火循環(huán)。
機械手22的移動是通過安裝在橫梁3上的水平移動氣缸24帶動移動座20移動，在移動座20上安裝有垂直提升氣缸21，垂直提升氣缸21一端固定在移動座20上，另一端與機械手22相連可使機械手完成上下移動的動作。為提高橫梁3的穩(wěn)定性，在橫梁右端安裝有立柱25。
權(quán)利要求
1.一種軸承內(nèi)外套圈淬火工藝，該淬火工藝的步驟是a、套裝加熱將需要淬火的軸承內(nèi)圈放入軸承的外圈中，通過加熱爐對軸承內(nèi)、外圈同時加熱b、淬火裝料將加熱后的軸承內(nèi)、外圈分別放入軸承內(nèi)、外圈淬火設(shè)備中；c、對軸承內(nèi)外圈同時淬火通過軸承內(nèi)、外圈淬火設(shè)備對軸承內(nèi)、外圈進(jìn)行定位固定淬火；d、出料淬火后的軸承內(nèi)、外圈從淬火設(shè)備中自動脫料后，將軸承外圈再套在軸承內(nèi)圈后，套裝出料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸承內(nèi)外套圈淬火工藝，其特征在于上述的淬火裝料過程是通過機械手將軸承外圈抓起后放入軸承外圈淬火設(shè)備中。
3.一種用于權(quán)利要求1所述的軸承內(nèi)外套圈淬火工藝的專用軸承內(nèi)、外套圈淬火設(shè)備，該設(shè)備包括軸承內(nèi)、外圈淬火設(shè)備底座、淬火模具、立柱和安裝在立柱上的橫梁，其特征在于在軸承外套淬火壓床的底座(11)上安裝有可移動的箱式工作臺(14)，在箱式工作臺(14)上安裝有軸承外套淬火下模具(15)，在軸承外套淬火床的底座(11)上固定有立柱(8)，立柱上固定有橫梁(3)，在橫梁(3)上通過油缸(1)連接有可上下移動的活動橫梁(17)，冷卻油罩(6)固定在活動橫梁(17)上，冷卻油罩(6)的下端面安裝有密封圈(16)，在冷卻油罩(6)內(nèi)安裝有與箱式工作臺(14)上的下模具(15)相對應(yīng)的軸承外套淬火上模具(5)，上模具(5)與固定在活動橫梁(17)上的油缸(4)相連，在箱式工作臺(14)的一側(cè)安裝有冷卻油進(jìn)口(12)，冷卻油進(jìn)口與冷卻油輸送管(2)上的出口(9)相對應(yīng)；在橫梁(3)上的伸出部分安裝有導(dǎo)軌(18)，在道軌(18)上安裝有可沿道軌移動的用于抓取軸承外圈(7)的機械手(22)，在軸承外套淬火壓床一側(cè)機械手(22)移動范圍內(nèi)的下方固定有軸承內(nèi)套淬火設(shè)備，在軸承內(nèi)套淬火設(shè)備的工作臺(26)內(nèi)安裝有可升降的軸承內(nèi)套淬火模具。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐵路軸承內(nèi)外套圈淬火設(shè)備，其特征在于上述安裝在箱式工作臺(14)上的軸承外套淬火下模具(15)為兩套。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐵路軸承內(nèi)外套圈淬火設(shè)備，其特征在于上述機械手(22)的移動是通過安裝在橫梁(3)上的水平移動氣缸(24)帶動移動座(20)移動，在移動座(20)上安裝有垂直提升氣缸(21)，垂直提升氣缸(21)一端固定在移動座(20)上，另一端與機械手(22)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐵路軸承內(nèi)外套圈淬火設(shè)備，其特征在于上述軸承內(nèi)套淬火設(shè)備的工作臺(26)內(nèi)安裝的可升降的軸承內(nèi)套淬火模具包括由漲緊錐體(30)和與漲緊錐體配套的漲緊套(31)，在由工作臺(26)形成的熱處理箱體內(nèi)安裝有將箱體分為上、下兩個腔室的隔板(40)，在隔板(40)的下平面上安裝有帶動被淬火零件上下移動的油缸(39)和與淬火模具中的漲緊錐體(30)相連接的漲緊油缸(35)，油缸的活塞桿(29)伸出隔板并與上腔室(32)內(nèi)的升降板(28)固定相連，在升降板和熱處理箱體的上平面與淬火模具相對應(yīng)處開有孔，在升降板上與開孔位置對應(yīng)處固定有零件支承座(27)，在隔板(40)的上平面上安裝有固定淬火模具的支座(41)，油缸(39)的活塞桿穿過支座(41)與淬火模具中的漲緊錐體(30)相連接，熱處理箱體下腔室(37)上安裝有冷卻液進(jìn)口(38)，在熱處理箱體上腔室(32)上安裝有冷卻液出口(42)，在隔板(40)上開有可使冷卻液進(jìn)入上、下腔室的通道(36)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鐵路軸承內(nèi)外套圈淬火設(shè)備，其特征在于上述油缸(39)和與漲緊油缸(35)相連接的淬火模具的數(shù)量為兩套，在升降板和由工作臺(26)形成的熱處理箱體的上平面與淬火模具相對應(yīng)處開有兩個孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鐵路軸承內(nèi)外套圈淬火設(shè)備，其特征在于在上述由工作臺(26)形成的熱處理箱體上腔室(32)上開有用于溢流的溢流孔(33)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱處理工藝和裝置，特別是一種軸承內(nèi)外套圈淬火工藝及其淬火壓床。該淬火工藝的步驟是套裝加熱、淬火裝料、對軸承內(nèi)外圈同時淬火、套裝出料。專用淬火設(shè)備包括軸承內(nèi)、外圈淬火設(shè)備和用于抓取軸承外圈的機械手，軸承外套淬火壓床采用固定模具，軸承內(nèi)套淬火設(shè)備采用漲套式模具，淬火采用封閉浸沒式淬火。本發(fā)明的特點是淬火工藝簡單、實用，經(jīng)濟效益高，淬火設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單，工藝適用性好。工件在淬火時，內(nèi)外面同時浸油冷卻，軸承內(nèi)、外套冷卻均勻，保證了軸承內(nèi)、外套硬度均勻、變形??；上懸掛機械手上料，提高了操作的安全性，并且使本方案的占地面積小，空間利用率高；本淬火壓床非常適合與大批量熱處理生產(chǎn)線的配套使用。
文檔編號C21D1/18GK1858268SQ20061007693
公開日2006年11月8日 申請日期2006年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者張光榮, 劉天虹, 周建宇, 王國升, 王淑芳 申請人:張光榮