一种自动换水的齿圈淬火设备的制作方法

[0001]
本发明属于齿圈加工技术领域，具体涉及一种自动换水的齿圈淬火设备。


背景技术：

[0002]
齿圈作为机械结构中常用的一种传动件，广泛应用于机床、汽车等领域。其加工工艺一般为：毛坯锻造
→
毛坯的检测
→
调质处理
→
车床加工
→
滚齿
→
钻孔
→
淬火处理
→
高温回火
→
探伤
→
检测
→
上油包装。
[0003]
目前，生产实践中用到的半自动化淬火装置通常由电磁感应线圈、可升降的固定工装以及冷却水槽等机构组成，为了提高了生产效率，在连续加工过程中，冷水水槽内的水一般很少更换或采用换热系统进行物理降温，通常水槽内的水温会逐渐升高，这容易导致齿圈淬火过程中由于冷却速度较低而对其内部组织和力学性能会产生不利影响，对于内部组织及表面硬度参数要求很高的精密部件而言，并不适用，但如果频繁更换现有淬火设备中水槽内的冷却水，又会较大幅度地降低其生产效率，故有必要研发出一种设备，以解决上述问题。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种自动换水的齿圈淬火设备，特别是应用于内齿圈的淬火，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
[0005]
一种自动换水的齿圈淬火设备，包括工作台、转筒、水槽、固定工装、升降机构以及旋转机构，所述转筒通过回转支承安装于工作台顶部的圆形槽内，所述水槽有4个并周向等角度布置于转筒的外周，所述升降机构安装于工作台的顶部并位于转筒的内侧，以实现固定工装的起降，所述固定工装用于放置待加工产品，所述固定工装的上方设有连接至电磁感应设备的电磁感应线圈，所述升降机构在驱动固定工装上升的同时能够借助于旋转机构驱动水槽旋转90度；
[0006]
所述水槽的底部安装有封堵机构，所述固定工装的一侧还安装有排空机构，在固定工装下降的过程中，所述排空机构能够将封堵机构打开以实现水槽内冷却水的排空，位于排空机构下一个工位的水槽的上方设置有补水管。
[0007]
优选的，所述固定工装包括放置盘、立柱和工字梁，所述放置盘上设有用于放置产品的放置槽，放置槽上还开设有通孔，所述放置盘的上端借助于立柱与工字梁的一端连接，工字梁的另一端安装于升降机构上；
[0008]
所述排空机构包括横板、顶杆以及压板，所述横板的一端横向固定于工字梁上远离放置盘的一侧，所述顶杆固定于横板的另一端，顶杆的下端与压板连接。
[0009]
优选的，所述升降机构包括机罩、伺服电机、矩形框、导柱和丝杠，所述机罩安装于工作台的顶部，伺服电机安装于机罩内且其输出端连接至丝杠，丝杠的两端均通过轴承转动连接于矩形框内，所述导柱有两个并对称固定于矩形框内，所述固定工装借助于丝杠螺母于丝杠螺纹连接并滑动连接于导柱上。
[0010]
优选的，所述旋转机构包括单向轴承、主动齿轮、从动齿轮一、从动齿轮二以及内齿圈，主动齿轮通过单向轴承安装于丝杠的下部，主动齿轮、从动齿轮一、从动齿轮二以及内齿圈依次啮合，从动齿轮一、从动齿轮二均通过各自的支撑轴转动连接于机罩上，内齿圈安装于转筒的内壁上。
[0011]
优选的，所述封堵机构包括u形板、堵头、弹簧以及底板，所述u形板固定于水槽的底面，所述堵头上设有贯穿堵头的有导向杆，导向杆的下端穿过u形板并连接至底板，所述弹簧套设于堵头与u形板的下板之间的导向杆上并用于堵住水槽底部排水管的排水口。
[0012]
优选的，所述工字梁的拐角处还设有加强筋。
[0013]
本发明的优点在于：
[0014]
(1)本发明通过设置升降机构以及旋转机构实现了在加热产品的同时能够驱动水槽旋转90度进入下一个工位，从而完成水槽的切换，如此，在满足淬火效率的前提下，还能够进一步减少因冷却水的水温升高对齿圈内部组织和力学性能产生的不利影响，提高部件的质量，特别适用于精密部件的淬火过程；
[0015]
(2)本发明通过设置排空机构，能够在淬火的过程中将水槽内的冷却水排空，以便于后期加注新的冷却水；
[0016]
(3)本发明实现了产品加热、淬火以及冷却水更换等一整套淬火流程，可根据需要实现半自动化或全自动化，加工效率高；
[0017]
(4)本发明中的固定工装所处的平面位置不变，而采用切换水槽的方式来进行淬火，使得产品的上料和下料都在同一工位进行，简化了上下料过程。
附图说明
[0018]
图1为本发明的结构示意图。
[0019]
图2为本发明中固定工装、升降机构、旋转机构部分的结构示意图。
[0020]
图3为图2的仰视图。
[0021]
图4为本发明中工字梁、封堵机构及排空机构部分的结构示意图。
[0022]
图5为图4的截面剖视图。
[0023]
其中，1-工作台，2-转筒，20-回转支承，3-水槽，4-固定工装，41-放置盘，410-放置槽，411-通孔，42-立柱，43-工字梁，430-加强筋，5-升降机构，51-机罩，52-伺服电机，53-矩形框，54-导柱，55-丝杠，6-旋转机构，61-单向轴承，62-主动齿轮，63-从动齿轮一，64-从动齿轮二，65-内齿圈，7-封堵机构，71-u形板，72-堵头，73-弹簧，74-底板，75-导向杆，76-排水管，8-电磁感应线圈，9-补水管，10-排空机构，101-横板，120-顶杆，103-压板。
具体实施方式
[0024]
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0025]
如图1至图5所示，一种自动换水的齿圈淬火设备，包括工作台1、转筒2、水槽3、固定工装4、升降机构5以及旋转机构6，所述转筒2通过回转支承20安装于工作台1顶部的圆形槽内，所述水槽3有4个并周向等角度布置于转筒2的外周，所述升降机构5安装于工作台1的顶部并位于转筒2的内侧，以实现固定工装4的起降，所述固定工装4用于放置待加工产品，
所述固定工装4的上方设有连接至电磁感应设备的电磁感应线圈8，所述升降机构5在驱动固定工装4上升的同时能够借助于旋转机构6驱动水槽3旋转90度；
[0026]
所述水槽3的底部安装有封堵机构7，所述固定工装4的一侧还安装有排空机构10，在固定工装4下降的过程中，所述排空机构10能够将封堵机构7打开以实现水槽3内冷却水的排空，位于排空机构10下一个工位的水槽3的上方设置有补水管9，补水管9连接至对应的水源。
[0027]
在本实施例中，所述固定工装4包括放置盘41、立柱42和工字梁43，所述放置盘41上设有用于放置产品即内齿圈的放置槽410，放置槽410上还开设有通孔411，所述放置盘41的上端借助于立柱42与工字梁43的一端连接，工字梁43的另一端安装于升降机构5上；
[0028]
所述排空机构10包括横板101、顶杆102以及压板103，所述横板101的一端横向固定于工字梁43上远离放置盘41的一侧，所述顶杆102固定于横板101的另一端，顶杆102的下端与压板103连接。
[0029]
在本实施例中，所述升降机构5包括机罩51、伺服电机51、矩形框52、导柱5453和丝杠55，所述机罩51安装于工作台1的顶部，伺服电机51安装于机罩51内且其输出端连接至丝杠55，丝杠55的两端均通过轴承转动连接于矩形框52内，所述导柱5453有两个并对称固定于矩形框52内，所述固定工装4借助于丝杠螺母于丝杠55螺纹连接并滑动连接于导柱5453上。
[0030]
在本实施例中，所述旋转机构6包括单向轴承61、主动齿轮62、从动齿轮一63、从动齿轮二64以及内齿圈65，主动齿轮62通过单向轴承61安装于丝杠55的下部，主动齿轮62、从动齿轮一63、从动齿轮二64以及内齿圈65依次啮合，从动齿轮一63、从动齿轮二64均通过各自的支撑轴转动连接于机罩51上，内齿圈65安装于转筒2的内壁上。其中，单向轴承61本身只能够逆时针转动，如此，可以保证当丝杠55顺时针转动时，能够带动单向轴承61及主动齿轮62一并旋转，进而驱动水槽3也顺时针旋转，此时的工字梁43上升，而当丝杠55逆时针旋转时，丝杠55无法带动主动齿轮62一并选择，水槽3不转动，此时的工字梁43下降。
[0031]
在本实施例中，所述封堵机构7包括u形板71、堵头72、弹簧73以及底板74，所述u形板71固定于水槽3的底面，所述堵头72上设有贯穿堵头72的导向杆75，导向杆77的下端穿过u形板71并连接至底板74，导向杆75的上端面与转筒2的上端面齐平，所述弹簧73套设于堵头72与u形板71的下板之间的导向杆75上并用于堵住水槽3底部排水管76的排水口。
[0032]
在本实施例中，所述工字梁43的拐角处还设有加强筋430，以提高工字梁43的结构强度。
[0033]
本发明的工作过程如下：
[0034]
首先，固定工装4位于最高点，此时的电磁感应线圈8位于产品的内侧，通电加热，接着，伺服电机51驱动丝杠55逆时针旋转(以图1的俯视状态为参照)，工字梁43及固定工装4下降，直至产品进入到水槽3内并浸没于冷却水内一小段距离，在工字梁43下降的过程中，由于单向轴承61的作用，主动齿轮62并不旋转，故水槽3不会发生位移；与此同时，压板103也随着工字梁43同步下降，与导向杆75接触后将其压下一段距离，打开堵头72，排水口打开，冷却水得以排空。
[0035]
淬火结束后，工字梁43上升，伺服电机51驱动丝杠55旋转并带动单向轴承61及主动齿轮62一并旋转，进而驱动水槽3也顺时针旋转，由于水槽3的尺寸够大，故固定工装4在
水槽3内上升的过程中不会与水槽3产生干涉，当工字梁43上升至一定高度后，暂停下，人工上下料，接着继续上升至最高点，到达加热工位，淬火后的水槽3旋转90度。在加热的同时，补水管9向空的水槽3内注入冷却水即可。如此往复，即可连续完成多个产品的淬火。
[0036]
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

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