一种齿轮的淬火装置论文和设计-秦晓昌

全文摘要

本实用新型涉及一种齿轮的淬火装置，属于金属加工辅助领域，其包括机床、转动设置在机床上的回转机构和设置于回转机构一侧上方的加热机构，其技术要点是：所述回转机构包括与机床转动连接的回转盘和沿回转盘周向均匀间隔设有多个用于卡接齿轮的工位，多个所述工位均包括与齿轮插接的卡盘以及与回转盘固定连接的底座。本实用新型提出的一种齿轮的淬火装置，增加工位个数，通过将齿轮放置在多个工位上进行回转加工，实现上料与下料互不影响，从而提高淬火效率。

主设计要求

1.一种齿轮的淬火装置，包括机床（1）、转动设置在机床（1）上的回转机构（2）和设置于回转机构（2）一侧上方的加热机构（3），其特征在于：所述回转机构（2）包括与机床（1）转动连接的回转盘（21）和沿回转盘（21）周向均匀间隔设有多个用于卡接齿轮的工位（22），多个所述工位（22）均包括与齿轮插接的卡盘（222）以及与回转盘（21）固定连接的底座（221）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种齿轮的淬火装置，其特征在于：所述卡盘（222）与底座（221）滑动连接且卡盘（222）与底座（221）同轴设置，所述卡盘（222）贯穿底座（221）和回转盘（21）；所述卡盘（222）包括与齿轮插接的挡板（2221）和贯穿底座（221）的转轴（2222），所述转轴（2222）的外侧壁与底座（221）的内壁抵触，所述挡板（2221）的直径大于转轴（2222）的直径；所述回转盘（21）背离工位（22）一侧设有气缸（4），所述气缸（4）设置于加热机构（3）下方且气缸（4）的活塞杆可与转轴（2222）端面抵触。

3.根据权利要求2所述的一种齿轮的淬火装置，其特征在于：所述气缸（4）的一侧设有旋转机构（5），所述旋转机构（5）包括与转轴（2222）抵触的摩擦轮（52）和带动摩擦轮（52）转动的旋转电机（51）。

4.根据权利要求1所述的一种齿轮的淬火装置，其特征在于：所述加热机构（3）包括呈环形的感应线圈（31），所述感应线圈（31）内部呈中空结构，所述感应线圈（31）连接有冷却水管（33），所述冷却水管（33）与中空机构连通，所述感应线圈（31）的内侧沿其周向设开设有多个出水口（311），多个所述出水口（311）与中空机构连通。

5.根据权利要求4所述的一种齿轮的淬火装置，其特征在于：所述冷却水管（33）包括多根进水管（331）和回流管（332），所述进水管（331）和回流管（332）均设有水泵。

6.根据权利要求4所述的一种齿轮的淬火装置，其特征在于：多个所述出水口（311）呈上下两排交错间隔设置。

7.根据权利要求1所述的一种齿轮的淬火装置，其特征在于：所述回转盘（21）的一侧设有拆装口（7），所述拆装口（7）设有防水罩（71）。

8.根据权利要求4所述的一种齿轮的淬火装置，其特征在于：所述回转盘（21）下方同轴设有接水槽（8），所述接水槽（8）的内径小于回转盘（21）的直径，所述接水槽（8）的外壁与机床（1）内壁抵触。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及金属工件淬火技术领域，尤其是涉及一种齿轮的淬火装置。

背景技术

淬火是将含钢性的材料加热到一定温度，随即快速浸入淬冷介质中进行冷却降温，而使得材料达到一定硬度的过程；对工件表面进行淬火后可使得工件表面硬化，零件的心部仍可保持原来的显微组织和性能，从而提高疲劳强度和耐磨性，并保持心部韧性的优质综合性能。

感应加热是最常用的表面加热淬火方法，具有工艺简单、受热工件即便小，生产效率高、节能、环境污染少、工艺过程易于实现机械化和自动化的优点。感应淬火包括加热主机和水循环两部分，现有的感应淬火装置大多只能夹持一个工件，淬火完成后，需要将该工件拆卸再更换另一个，如此重复进行拆装，其拆装时间远大于淬火时间，既增加了工作强度，有降低了工件的热处理效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种齿轮的淬火装置，增加工位个数，通过将齿轮放置在多个工位上进行回转加工，实现上料与下料互不影响，从而提高淬火效率。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种齿轮的淬火装置，包括机床、转动设置在机床上的回转机构和设置于回转机构一侧上方的加热机构，所述回转机构包括与机床转动连接的回转盘和沿回转盘周向均匀间隔设有多个用于卡接齿轮的工位，多个所述工位均包括与齿轮插接的卡盘以及与回转盘固定连接的底座。

通过采用上述技术方案，通过设置回转盘并在回转盘上安装多个工位，使得回转盘在机床上转动时对安装在工位上的齿轮进行淬火处理，从而使得多个齿轮的淬火处理互不影响；由于多个齿轮在转动过程中进行淬火，因此一个齿轮的拆卸与安装均不会影响回转盘上其他齿轮的淬火处理，从而使得淬火处理不间断，以提高淬火的效率；卡盘与齿轮插接保证齿轮在工位上安装的稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述卡盘与底座滑动连接且卡盘与底座同轴设置，所述卡盘贯穿底座和回转盘；所述卡盘包括与齿轮插接的挡板和贯穿底座的转轴，所述转轴的外侧壁与底座的内壁抵触，所述挡板的直径大于转轴的直径；所述回转盘背离工位一侧设有气缸，所述气缸设置于加热机构下方且气缸的活塞杆可与转轴端面抵触。

通过采用上述技术方案，由于加热机构设置于工位上方，为保证加热机构能够对齿轮外侧壁进行淬火处理，在淬火过程中需要将齿轮置于加热机构中，设置卡盘与底座滑动连接使得卡盘能够在气缸的推动下置于加热机构中，设置挡板使得卡盘在未受气缸推动时，卡盘能够与底座保持稳定；设置转轴与底座内壁抵触，避免卡盘在滑动的过程中发生偏移。

本实用新型进一步设置为：所述气缸的一侧设有旋转机构，所述旋转机构包括与转轴抵触的摩擦轮和带动摩擦轮转动的旋转电机。

通过采用上述技术方案，通过设置旋转机构带动转轴转动，使得安装在挡板上的齿轮发生转动，使得齿轮在进行热处理时受热更加均匀，从而提高淬火效果。

本实用新型进一步设置为：所述加热机构包括呈环形的感应线圈，所述感应线圈内部呈中空结构，所述感应线圈连接有冷却水管，所述冷却水管与中空机构连通，所述感应线圈的内侧沿其周向设开设有多个出水口，多个所述出水口与中空机构连通。

通过采用上述技术方案，当感应线圈通电后，利用电生磁原理使得线圈产生磁场，当磁场内磁力通过齿轮时，产生无数的小涡流使得齿轮本身自行高速发热，从而进行加热；通过设置冷却水管使得冷却液通过感应线圈上的出水口内流出从而对齿轮进行冷却，完成淬火处理，同时冷却液流经感应线圈能够对感应线圈进行降温。

本实用新型进一步设置为：所述冷却水管包括多根进水管和回流管，所述进水管和回流管均设有水泵。

通过采用上述技术方案，进水管将冷却液倒入感应线圈内，由于出水口朝向齿轮，为避免出水口流出的冷却液量小于进水管导入的冷却液的量，设置回流管对对于的冷却液进行导流回收；设置水泵对进水管和回流管内的冷却液施加压力，使得出水口内的冷却液能够喷射到齿轮上，同时也保证回流管内的液体能够及时的排出回流。

本实用新型进一步设置为：多个所述出水口呈上下两排交错间隔设置。

通过采用上述技术方案，将多个出水口分两排设置使得从出水口喷向齿轮的冷却液更加均匀，从而提高淬火效果。

本实用新型进一步设置为：所述回转盘的一侧设有拆装口，所述拆装口设有防水罩。

通过采用上述技术方案，由于回转盘在机床上转动设置使得工人能够在同一个地方对齿轮进行上料和下料，设置拆装口为工人的上下料提供一个固定的场所；由于在淬火过程中，进水管会喷出大量的冷却液，为避免冷却液从拆装口处飞溅而出，设置防水罩对飞溅的冷却液进行阻挡。

本实用新型进一步设置为：所述回转盘下方同轴设有接水槽，所述接水槽的内径小于回转盘的直径，所述接水槽的外壁与机床内壁抵触。

通过采用上述技术方案，由于在淬火过程中会有冷却液喷出对齿轮进行快速降温，设置接水槽对喷出的冷却液进行回收再利用；同时设置接水槽的内径小于回转盘的直径，接水槽的外壁与机床内壁抵触，使得冷却液能够完全流到接水槽内而不会对回转盘下方的零件造成影响。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：通过在回转盘上设置多个工位使得回转盘能够带动多个齿轮依次进行淬火处理，因此一个齿轮的上料与下料均不会影响回转盘上其他齿轮的淬火作业，从而使得淬火作业不间断，以提高淬火的效率；通过设置旋转机构使得齿轮在进行淬火时发生旋转，使得其热处理更加均匀，从而提高淬火效果。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的部分剖视图，主要显示了机床内部结构；

图3是本实用新型的部分爆炸图，主要显示了升降机构与加热机构的连接关系；

图4是本实用新型的部分机构示意图，主要显示了回转机构的组成关系；

图5是图2中A部放大图；

图6是本实用新型的部分剖视图，主要显示了拆装口与机床的位置关系。

图中，1、机床；11、连接柱；12、回转电机；2、回转机构；21、回转盘；22、工位；221、底座；222、卡盘；2221、挡板；2222、转轴；2223、固定销；2224、转盘；2225、插孔；3、加热机构；31、感应线圈；311、出水口；32、导电板；33、冷却水管；331、进水管；332、回流管；4、气缸；41、插杆；5、旋转机构；51、旋转电机；52、摩擦轮；521、摩擦层；6、升降机构；61、外框；62、滑板；63、丝杆；64、手柄；7、拆装口；71、防水罩；8、接水槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：

参照图1，为本实用新型公开的一种齿轮的淬火装置，包括机床1、转动设置在机床1上的回转工位22盘和设置于回转工位22盘一侧上方的淬火装置，其中回转工位22盘包括与机床1转动连接的回转盘21和沿回转盘21周向均匀间隔设置的多个工位22，工位22对应安装有齿轮，回转盘21在机床1上转动时对安装在工位22上的齿轮依次进行淬火作业。

参照图2，回转盘21背离工位22的一侧中心同轴设有连接柱11，连接柱11背离回转盘21的一端设有回转电机12，回转电机12的输出轴与连接柱11固定连接，回转电机12驱动连接柱11转动从而实现回转盘21在机床1上转动设置，使得工人能够在同一个地方对齿轮进行上料和下料；由于多个齿轮在转动过程中进行淬火，因此一个齿轮的上料与下料均不会影响回转盘21上其他齿轮的淬火作业，从而使得淬火作业不间断，以提高淬火的效率。

参照图2和图3，加热机构3包括呈环形的感应线圈31和固定设置于感应线圈31两端的导电板32，感应线圈31和导电板32的内部均呈中空机构，感应线圈31连接有冷却水管33，冷却水管33均与感应线圈31和导电板32的中空机构相连通。当感应线圈31通电后，利用电生磁原理使得线圈产生磁场，当磁场内磁力通过齿轮时，产生无数的小涡流使得齿轮本身自行高速发热，从而进行加热。

参照图3，由于需要对加热后的冷却齿轮进行快速降温，感应线圈31的内壁沿其周向间隔开设有多个出水口311，多个出水口311均与中空机构相连通，冷却水管33内的冷却液从出水口311内流出从而对齿轮进行冷却，完成淬火处理；同时冷却液流经感应线圈31能够对感应线圈31进行降温。由于齿轮具有一定高度，为保证淬火效果，多个出水口311呈上下两排交错间隔设置，使得从出水口311喷向齿轮的冷却液更加均匀。

参照图2和图3，冷却水管33包括多根进水管331和回流管332，本实施例中进水管331和回流管332的根数分别为三根和两根，三根进水管331沿感应线圈31周向设置，两根回流管332中分别设置于两块导电板32背离感应线圈31的一端，设置回流管332对部分冷却液进行导流回收，避免出水口311流出的冷却液量小于进水管331导入的冷却液的量。由于出水口311朝向齿轮，而齿轮与感应线圈31不接触，进水管331和回流管332进设有水泵（图中未显示），通过水泵对冷却水管33内的冷却液施加压力，使得出水口311内的冷却液能够喷射到齿轮上，同时保证回流管332内的液体能够及时将冷却液回流排出。

参照图2和图3，为扩大本实用新型的使用范围，加热机构3与机床1之间设有升降机构6，升降机构6包括与机床1滑动连接的外框61以及与机床1固定连接的滑板62，通过调整外框61在滑板62上的滑动距离，从而调整加热机构3与工位22之间的间距，从而使得工位22能够安装不同厚度的齿轮。为方便外框61的调节，滑板62的上端转动连接有丝杆63，丝杆63贯穿外框61且与外框61螺纹连接，丝杆63背离滑板62的一端设有手柄64，通过手柄64转动丝杆63使得外框61在丝杆63上发生移动；由于滑板62的一侧与机床1固定连接使得外框61只能沿丝杆63的轴向发生移动。

参照图4，多个工位22均包括与回转盘21固定连接的底座221和与底座221滑动连接的卡盘222，且底座221与卡盘222同轴设置，卡盘222贯穿底座221和回转盘21。卡盘222用于卡接齿轮，从而保证齿轮在工位22上安装的稳定性；卡盘222包括与齿轮插接的挡板2221和贯穿底座221的转轴2222，挡板2221固定设置于转轴2222的一端且其背离转轴2222的与一侧对应齿轮的安装孔固定设有多根固定销2223。为保证卡盘222在底座221上安装的稳定性，转轴2222的外侧壁与底座221的内壁抵触，挡板2221的直径大于转轴2222的直径。

参照图2和图5，由于加热机构3设置于工位22上方，为保证加热机构3能够对齿轮外侧壁进行淬火处理，在淬火过程中需要将齿轮置于感应线圈31内，回转盘21背离工位22一侧设有气缸4，气缸4的活塞杆可与转轴2222底部端面抵触，当气缸4的活塞杆伸长时，气缸4的活塞杆与转轴2222端面抵触并向上推动转轴2222，使得卡盘222带动齿轮上升。由于只需要在淬火过程中使得齿轮上升，因此气缸4设置于加热机构3下方；当淬火完成后，气缸4的活塞杆收缩使得卡盘222下降从而避免对回转盘21的转动造成影响。

参照图3和图5，由于感应线圈31呈环形有缺口存在，为使得齿轮在淬火过程中受热更加均匀，气缸4的一侧设有带动卡盘222旋转的旋转机构5，旋转机构5包括与转轴2222抵触的摩擦轮52和带动摩擦轮52转动的旋转电机51，摩擦轮52与旋转电机51的输出轴同轴固定连接。在淬火过程中，旋转机构5带动卡盘222转动从而使得安装在卡盘222上的齿轮同步旋转，使得齿轮产生的热量更加均匀，从而保证淬火效果；同时由于多个齿轮安装在回转盘21上的多个工位22上，在淬火过程中，由于冷却液的飞溅，导致齿轮上占有部分冷却液，通过设置旋转机构5能够将齿轮上的冷却液在加热前甩出，保证加热效果。

参照图2和图4，由于在淬火过程中，位于加热装置下方的卡盘222受气缸4推动向上移动，为保证卡盘222能够稳定的完成上升和旋转，转轴2222的下端同轴固定有与摩擦轮52抵触的转盘2224，转盘2224的直径大于转轴2222的直径且转盘2224朝向挡板2221的一端沿其周向开设有楔形面，使得转盘2224上端之间小于下端直径，方便在转轴2222上升过程中，转盘2224逐渐与摩擦轮52抵触。

参照图2和图5，为保证摩擦轮52能够有效带动卡盘222转动，摩擦轮52外侧设有弹性摩擦层521，摩擦层521具有弹性使得摩擦轮52与转盘2224抵触时，摩擦层521受到挤压力从而使得摩擦轮52与转盘2224的接触面积增到，保证摩擦轮52能够带动卡盘222转动。为保证卡盘222转动时不会从气缸4上脱离，转轴2222底部端面开设有插孔2225，气缸4的活塞杆端部同轴设有插杆41，插杆41与插孔2225插接。同时为保证卡盘222旋转，插杆41与气缸4之间设有轴承（图中未显示），使得插杆41与气缸4转动连接。

参照图6，由于回转盘21在机床1上转动设置使得工人能够在同一个地方对金属件进行上料和下料，回转盘21的一侧设有拆装口7，为工人的上下料提供一个固定的场所。由于刚淬火后的齿轮仍带有较高的温度，拆装口7设置于加热机构3位于回转盘21旋转方向的上方，使得从拆装口7安装到工位22上的齿轮能够马上进入淬火处理，而淬火后的齿轮在回转盘21上旋转一周后被取出，其表面温度进一步降低避免工人拿取时被烫伤。

参照图6，由于在淬火过程中，出水口311会喷出大量的冷却液，而齿轮在受旋转机构5的带动下发生旋转，为避免喷出的冷却液从拆装口7溅出，拆装口7设有防水罩71且防水罩71的下端面高于感应线圈31，使得拆装口7的侧壁被防水罩71挡住。由于在淬火过程中会有冷却液喷出对齿轮进行快速降温，回转盘21的下方同轴设有接水槽8，对喷出的冷却液进行回收再利用；同时接水槽8的内径小于回转盘21的直径，接水槽8的外壁与机床1内壁抵触，使得冷却液能够完全流到接水槽8内而不会对回转盘21下方的零件造成影响。接水槽8底部连接有回收管（图中未显示），接水槽8内的冷却液通过回收管进行回收。

本实施例的实施原理为：启动回转电机12使得回转盘21转动，从拆装口7将齿轮依次插接到工位22上，并对第一个安装的齿轮进行标记。然后启动机床1使得加热机构3和旋转机构5开始工作，当齿轮依次转动到加热装置下方时，回转电机12停止，气缸4上的插杆41与转轴2222上的插孔2225插接并驱动卡盘222滑动上升，在卡盘222不断上升的过程中，转盘2224与摩擦轮52抵触受摩擦力影响，转盘2224与摩擦轮52同步转动使得安装在卡盘222上的齿轮高速旋转，当齿轮进入到感应线圈31产生的磁场内时，齿轮开始不断产生热量从而进行热处理，加热后通过启动气泵使得冷却液从出水口311不断喷向齿轮对齿轮进行快速降温冷却。

淬火完成后，气缸4的活塞杆收缩使得卡盘222下降，回转电机12带动回转盘21旋转，使得下一个齿轮移动到加热机构3下方，加热机构3依次对工位22上的齿轮进行淬火处理。当第一个齿轮再次转动到拆装口7时，将齿轮取下然后重新将需要淬火的齿轮插接到工位22上，进行下一批齿轮的淬火，依次将淬火完成的齿轮取下后重新进行未淬火齿轮的安装，如此循环加工。

具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

设计图

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