本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力矯直裝置、包括該預(yù)應(yīng)力矯直裝置的淬火設(shè)備以及長(zhǎng)軸類(lèi)工件熱處理方法，適用于長(zhǎng)軸類(lèi)工件的熱處理，屬于長(zhǎng)軸類(lèi)工件制造工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的長(zhǎng)軸類(lèi)工件，如一體式半掛車(chē)軸，這種軸桿類(lèi)零件在加工或熱處理過(guò)程中易產(chǎn)生彎曲變形，因此在熱處理后需要人工校直，校直精度受人為因素影響大，且芯部硬度和強(qiáng)度很難達(dá)到要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種用于長(zhǎng)軸類(lèi)工件的矯直和變形控制的預(yù)應(yīng)力矯直裝置，包括該預(yù)應(yīng)力矯直裝置的淬火設(shè)備以及長(zhǎng)軸類(lèi)工件熱處理方法，通過(guò)在淬火前工件的矯直和淬火過(guò)程中對(duì)工件的變形進(jìn)行控制，最大程度降低形變應(yīng)力，省去了后道的人工矯正，并且熱處理后的工件性能也能滿足要求。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種預(yù)應(yīng)力矯直裝置，用于長(zhǎng)軸類(lèi)工件的矯直和變形控制，包括沿工件長(zhǎng)度方向中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)布置的至少兩個(gè)夾緊單元，所述夾緊單元布置在一淬火平臺(tái)上,所述淬火平臺(tái)上設(shè)有可沿工件軸向移動(dòng)的第一滑塊，每個(gè)夾緊單元設(shè)于一個(gè)第一滑塊上，所述夾緊單元在淬火前及淬火過(guò)程中均保持對(duì)工件的夾緊。

優(yōu)選地，所述夾緊單元包括一夾緊油缸、用于將工件夾緊或松開(kāi)的左夾緊頭和右?jiàn)A緊頭,所述夾緊油缸的活塞桿與左夾緊頭相連并可帶動(dòng)左夾緊頭左右移動(dòng)，所述左夾緊頭和右?jiàn)A緊頭設(shè)置于第一滑塊上，并與第一滑塊滑動(dòng)連接，所述右?jiàn)A緊頭通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓限位。

進(jìn)一步地，所述第一滑塊上設(shè)有倒T型槽，所述左夾緊頭和右?jiàn)A緊頭通過(guò)該倒T型槽與第一滑塊滑動(dòng)連接。

進(jìn)一步地，還包括用于第一滑塊復(fù)位的彈簧，所述彈簧的一端固定在第一滑塊上，所述彈簧的另一端固定在淬火平臺(tái)上。

優(yōu)選地，還包括設(shè)置在淬火平臺(tái)上的至少一個(gè)推送單元，用于將工件推送到待夾緊位置，所述每個(gè)推送單元均設(shè)置在一第二滑塊上，第二滑塊也可在淬火平臺(tái)上沿工件軸向移動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述每個(gè)推送單元包括一推送油缸和一V形塊，所述推送油缸的活塞桿與V形塊相連并可帶動(dòng)V形塊左右移動(dòng)，所述工件放置于V形塊上，所述V形塊設(shè)置于第二滑塊上，并與第二滑塊滑動(dòng)連接。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑拇慊鹪O(shè)備，包括如上所述的預(yù)應(yīng)力矯直裝置，還包括淬火槽、擺臂和平臺(tái)升降單元，所述淬火平臺(tái)固定在擺臂上，所述平臺(tái)升降單元固定在淬火槽上，所述擺臂的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接在淬火槽上，所述擺臂的另一端與平臺(tái)升降單元相連，使得所述平臺(tái)升降單元可帶動(dòng)擺臂運(yùn)動(dòng)，將淬火平臺(tái)擺動(dòng)進(jìn)入淬火槽，在工件淬火結(jié)束后將淬火平臺(tái)擺出淬火槽。

優(yōu)選地，所述淬火槽內(nèi)設(shè)有：

介質(zhì)攪拌裝置，用于均勻冷卻淬火介質(zhì)；

循環(huán)系統(tǒng)，用于將工件淬火時(shí)帶入的熱量帶走；

介質(zhì)壓力注入冷卻系統(tǒng)，用于對(duì)工件進(jìn)行冷卻。

本發(fā)明提供的長(zhǎng)軸類(lèi)工件熱處理方法包括以下步驟：

1)在淬火前采用權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)預(yù)應(yīng)力矯直裝置對(duì)待熱處理的工件夾緊矯直；

2)保持工件被夾緊的狀態(tài)進(jìn)入淬火槽進(jìn)行淬火；

3)保持工件被夾緊的狀態(tài)下離開(kāi)淬火槽。

優(yōu)選地，步驟1)中，在淬火前，由推送單元將工件推送至夾緊位置，然后由夾緊單元對(duì)工件夾緊矯直。

進(jìn)一步地，所述夾緊是依次由中間至兩側(cè)逐步夾緊或同步夾緊。

優(yōu)選地，所述工件被夾緊后，所述擺臂將所述淬火平臺(tái)擺入水池，并在水中做來(lái)回?cái)[動(dòng)，以對(duì)工件進(jìn)行均勻充分淬火。

優(yōu)選地，所述工件為空心的，所述工件在水中擺動(dòng)時(shí)，所述介質(zhì)壓力注入冷卻系統(tǒng)將水由工件的一端部噴入工件內(nèi)壁，以冷卻工件內(nèi)壁。

優(yōu)選地，從預(yù)應(yīng)力矯直裝置進(jìn)行夾緊矯直到完成淬火的過(guò)程不超過(guò)25秒。

優(yōu)選地，在淬火過(guò)程中，夾緊單元對(duì)工件的夾緊力是隨時(shí)間變化的。

本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力矯直裝置通過(guò)沿工件長(zhǎng)度方向中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)布置的幾組夾緊單元對(duì)工件淬火前進(jìn)行預(yù)應(yīng)力矯直，在淬火過(guò)程中仍保持對(duì)工件的夾緊，以達(dá)到控制工件的變形、得到滿足性能要求的工件，無(wú)需進(jìn)行熱處理后的人工工序矯直。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明淬火設(shè)備俯視圖。

圖2為本發(fā)明淬火設(shè)備前視圖。

圖3為預(yù)應(yīng)力矯直裝置。

圖4為圖3的右視圖。

圖5為本發(fā)明推送單元示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做具體說(shuō)明。

本發(fā)明首先提供一種預(yù)應(yīng)力矯直裝置，適用于在熱處理前和熱處理過(guò)程中，對(duì)于長(zhǎng)軸類(lèi)工件的矯直和變形控制，以掛車(chē)車(chē)軸為例，如圖1所示的淬火設(shè)備，包括左右兩個(gè)淬火槽6，在每個(gè)淬火槽的上方各設(shè)有一淬火平臺(tái)3，本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力矯直裝置就設(shè)在淬火平臺(tái)3上，以左邊的淬火槽6為例，淬火平臺(tái)3上的預(yù)應(yīng)力矯直裝置包括沿車(chē)軸1長(zhǎng)度方向中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)布置的共6個(gè)夾緊單元2，前后各3個(gè)，每個(gè)夾緊單元2通過(guò)液壓油缸控制對(duì)車(chē)軸進(jìn)行加壓，夾緊單元2在淬火前及淬火過(guò)程中仍保持對(duì)工件1的夾緊，淬火前的夾緊力變化達(dá)到對(duì)車(chē)軸的一個(gè)預(yù)矯直，淬火過(guò)程中的夾緊力隨時(shí)間可進(jìn)行調(diào)整，最大程度地減少車(chē)軸的彎曲變形，又不破壞車(chē)軸，即在整個(gè)過(guò)程中夾緊力都可以調(diào)整變化。如圖1和圖3所示，淬火平臺(tái)3上設(shè)有至少一個(gè)可沿工件軸向移動(dòng)的第一滑塊11，每個(gè)夾緊單元2設(shè)于一個(gè)第一滑塊11上。

如圖3所示，夾緊單元2包括一夾緊油缸23、用于將工件夾緊或松開(kāi)的左夾緊頭21和右?jiàn)A緊頭22，夾緊油缸23的活塞桿與左夾緊頭21相連并可帶動(dòng)左夾緊頭21左右移動(dòng)，因本例夾緊的是截面為方形的車(chē)軸，故左夾緊頭21和右?jiàn)A緊頭22所圍成的夾緊腔的截面與車(chē)軸的截面形狀相匹配，左夾緊頭21設(shè)置于第一滑塊11上，并與第一滑塊11滑動(dòng)連接，具體地，第一滑塊11上設(shè)有倒T型槽，左夾緊頭和右?jiàn)A緊頭通過(guò)該倒T型槽與第一滑塊11滑動(dòng)連接。

第一滑塊11上固定一止推板，止推板上設(shè)有一調(diào)節(jié)螺栓24，右?jiàn)A緊頭22由調(diào)節(jié)螺栓24限位，通過(guò)擰緊或擰松調(diào)節(jié)螺栓24微調(diào)右?jiàn)A緊頭22的位置，來(lái)適應(yīng)不同規(guī)格的車(chē)軸的夾緊。

如圖1所示，在淬火平臺(tái)與第一滑塊11之間設(shè)有用于使第一滑塊11復(fù)位的彈簧4，彈簧4的一端固定在第一滑塊11上，彈簧4的另一端固定在淬火平臺(tái)3上，車(chē)軸1在淬火過(guò)程中，沿軸向會(huì)有收縮，第一滑塊11在車(chē)軸1的帶動(dòng)下沿軸向相應(yīng)移動(dòng)，彈簧4被壓縮；當(dāng)淬火結(jié)束后、左夾緊頭21松開(kāi)車(chē)軸時(shí)，彈簧4帶動(dòng)第一滑塊11復(fù)位，便可進(jìn)行下一根車(chē)軸的夾緊。

如圖5所示，在淬火平臺(tái)3上設(shè)置有2個(gè)工件推送單元5，用于將工件1推送到待夾緊位置，每個(gè)推送單元5設(shè)置在一第二滑塊上12上，每個(gè)工件推送單元5包括一推送油缸51和一V形塊52，推送油缸51的活塞桿與V形塊52的相連并可帶動(dòng)V形塊52左右移動(dòng)，工件1放置于V形塊52上，V形塊52設(shè)置于第二滑塊12上，并與第二滑塊12滑動(dòng)連接。第二滑塊12也可在淬火平臺(tái)3上沿工件軸向移動(dòng)。

如圖3、圖5所示，第一滑塊11和第二滑塊12的底部均設(shè)有燕尾槽，相應(yīng)地，在淬火平臺(tái)3上設(shè)置有沿工件軸向的燕尾導(dǎo)軌，與上述燕尾槽滑動(dòng)配合，從而使第一滑塊11和第二滑塊12可在淬火平臺(tái)3上可沿工件軸向滑動(dòng)。

如圖1所示的淬火設(shè)備還包括淬火槽6、擺臂8和平臺(tái)升降單元9，淬火平臺(tái)3固定在擺臂8上，平臺(tái)升降單元9固定在淬火槽6上，擺臂8的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接在淬火槽6上，擺臂8的另一端與平臺(tái)升降單元9相連，使得平臺(tái)升降單元9可帶動(dòng)擺臂8運(yùn)動(dòng)，將淬火平臺(tái)3擺動(dòng)進(jìn)入淬火槽6，在工件淬火結(jié)束后將淬火平臺(tái)3擺出淬火槽6。

本申請(qǐng)的淬火槽6內(nèi)還設(shè)有介質(zhì)攪拌裝置，用于均勻冷卻淬火介質(zhì)；循環(huán)系統(tǒng)，用于將工件淬火時(shí)帶入的熱量帶走；介質(zhì)壓力注入冷卻系統(tǒng)7，用于對(duì)車(chē)軸進(jìn)行冷卻。

本申請(qǐng)的半掛車(chē)軸熱處理方法如下所示：

本例所述工件為一空心的車(chē)軸1，車(chē)軸1由機(jī)械手控制落入V形塊52中，由2個(gè)推送油缸51推動(dòng)V形塊52和車(chē)軸1一同移動(dòng)，直至車(chē)軸1一側(cè)表面與右?jiàn)A緊頭22內(nèi)表面貼合，然后左夾緊頭21移動(dòng)至車(chē)軸1另一側(cè)將車(chē)軸1夾緊，由6個(gè)夾緊油缸共3組依次由中間到兩側(cè)逐步夾緊，也可同步夾緊，只要夾緊能保證車(chē)軸1不發(fā)生較大變形即可，這個(gè)過(guò)程中夾緊力也可以調(diào)整，淬火前的矯直完成后，車(chē)軸保持這種被夾緊矯直的狀態(tài)進(jìn)入淬火槽淬火，具體地，淬火平臺(tái)3固定在一擺臂8上，由擺臂8將淬火平臺(tái)3連同被夾緊的車(chē)軸1一同擺入淬火槽6內(nèi)的冷卻介質(zhì)中，并在冷卻介質(zhì)中做來(lái)回?cái)[動(dòng)(圖2中A處為液面，B處為車(chē)軸入水深度)，同時(shí)介質(zhì)壓力注入冷卻系統(tǒng)7將水由車(chē)軸1的一端部噴入車(chē)軸內(nèi)壁，以冷卻車(chē)軸內(nèi)壁，對(duì)車(chē)軸進(jìn)行淬火，在淬火時(shí)間到后，擺臂8再將淬火平臺(tái)3連同被夾緊的車(chē)軸1擺出水面，并復(fù)位，然后三組夾緊油缸23將車(chē)軸松開(kāi)，機(jī)械手將淬火完畢的車(chē)軸從淬火平臺(tái)3上移走，然后再將下一根待淬火的車(chē)軸放到淬火平臺(tái)3上。從預(yù)應(yīng)力矯直裝置進(jìn)行夾緊矯直到完成淬火的過(guò)程不超過(guò)25秒。并且，在淬火過(guò)程中，夾緊單元對(duì)的夾緊力是隨時(shí)間變化的，使得車(chē)軸在淬火過(guò)程中達(dá)到較好的矯直效果。圖1中左右兩個(gè)淬火槽共用一個(gè)中間的工件傳送架，加熱好的工件由工件傳送架傳送至兩個(gè)淬火槽之間，并通過(guò)機(jī)械手放置到兩側(cè)的V形塊52中，在盡量減少工裝配置的情況下，提高了車(chē)軸熱處理的效率。

本發(fā)明的有益效果如下：

首先，夾緊單元采用一側(cè)固定，另一側(cè)夾緊油缸推動(dòng)夾緊，保證工件在矯直時(shí)的平直度。

其次，在工件入水淬火前，夾緊單元施加預(yù)應(yīng)力對(duì)車(chē)軸進(jìn)行夾緊矯直，然后淬火時(shí)，工件軸向變形時(shí)，第一滑塊也跟著工件軸向移動(dòng)，避免工件軸向變形過(guò)大而破裂，并且左夾緊塊和右?jiàn)A緊塊對(duì)于工件的持續(xù)加壓，夾緊力不斷調(diào)整，控制了工件徑向變形。

再次，本申請(qǐng)淬火設(shè)備中，夾緊單元、推送單元等工裝設(shè)計(jì)，能很好控制車(chē)軸變形，滿足車(chē)軸的性能要求，無(wú)需后道人工矯直工序。

以上只是對(duì)發(fā)明進(jìn)行了示例性的說(shuō)明，本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式并不局限于此。任何采用本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的非實(shí)質(zhì)性修改，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。