專利名稱：臥式埋油數控淬火機床的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種感應淬火機床，進一步涉及一種臥式埋油數控淬火機床。
背景技術：
目前單齒掃描式埋油淬火只能針對外齒進行，無法對內齒進行。同時，我們發現， 工件在淬火過程中淬火部位始終是在油中，可視性差，感應頭與被淬火齒之間的累積誤差 無法被觀察發現，存在淬火不均勻的缺陷；同時，由于淬火變壓器浸泡在油中，難以發現冷 卻水管漏水問題。
發明內容本發明針對現有技術的不足，提出了一種臥式埋油數控淬火機床，解決了現有技 術中無法對內齒進行埋油淬火的技術問題。本發明的方案如下臥式埋油數控淬火機床，包括床身、位于床身上面的油槽；定義圓柱形工件軸 線方向為X方向，與X方向垂直且位于水平面的方向為Y方向，垂直于X方向且垂直于Y方 向的方向定義為Z方向；還包括位于油槽內的柱形工件拖輥機構；位于油槽內的柱形工件 拖輥機構；可以沿X方向和Z方向移動的感應器拖動機構；位于拖動機構上的感應變壓器， 所述感應變壓器與油槽相隔離；通過懸臂與感應變壓器相連的感應器感應器浮動定位塊。所述感應器拖動機構包括與床身固定連接的X方向水平絲杠；位于X方向水平 絲杠上且可以沿X方向水平絲杠水平運動的垂直立柱；位于垂直立柱上的Z方向絲杠，所述 感應變壓器位于Z方向絲杠上。在Z方向絲杠與感應變壓器之間還包括一個感應變壓器浮 動機構；所述變壓器浮動機構實現方法如下所述感應器拖動機構包括在Y方向上依次分布著與Z方向絲杠固定連接的第 一拖板4，與感應變壓器固定連接的第三拖板16，位于第一拖板與第三拖板夾層中間的第 二拖板10 ；在所述第一拖板和第二拖板之間分布著在第一拖板Y方向兩端部的Y方向彈簧 擋板7a、7b ；與第二拖板固定連接Y方向兩端的第一支撐板5a、5b ；與第二拖板固定連接且 位于第二拖板上第一支撐板中間位置的Y方向彈簧隔板9 ；貫穿第一支撐板和Y方向彈簧 隔板的Y方向導軌6，Y方向導軌兩端與第一支撐板固定連接；套在Y方向導軌上且位于Y 方向彈簧擋板與Y方向彈簧隔板之間的Y方向彈簧8a、8b ；在所述第二拖板和第三拖板之間分布著與第二拖板固定連接Z方向兩端的第二 支撐板lla、llb ；與第二拖板固定連接且位于第二拖板上第二支撐板中間位置的Z方向彈 簧隔板15 ；在第三拖板Z方向兩端部的Z方向彈簧擋板13a、13b ；貫穿第二支撐板和Z方向 彈簧隔板的Z方向導軌12，Z方向導軌兩端與第二支撐板固定連接；套在Z方向導軌上且位 于Z方向彈簧擋板與Z方向彈簧隔板之間的Z方向彈簧14a、14b。所述感應器拖動機構包括與床身固定連接的X方向水平絲杠；位于X方向水平 絲杠上且可以沿X方向水平絲杠水平運動的垂直立柱；位于垂直立柱上的Z方向絲杠，所述感應變壓器位于Z方向絲杠上。在Z方向絲杠與感應變壓器之間還包括一個感應變壓器浮 動機構。所述柱形工件拖輥機構包括位于油槽內的Y方向絲杠，所述Y方向絲杠對稱地分 布著兩段旋轉方向相反的，但是螺距相同的螺紋絲杠；分別位于2段Y方向絲杠上的2個輥 輪支架；分別位于2個滾輪支架上的主動輥輪和從動輥輪；位于油槽外，且與主動輥輪通過 鏈條相連的伺服電機；位于油槽外，且與從動輥輪通過鏈條相連的旋轉編碼器；位于油槽 外，且與Y方向絲杠功過鏈條相連的手輪。本發明相對于現有技術，具有如下優點(一 )可以對內齒進行埋油淬火。( 二)拖輥機構的拖輥輪對稱運動，確保被淬火齒的位置相對固定，埋油深度基本 一致，縮短了感應器匯流排長度，提高電源效率。(三)淬火變壓器不浸泡在油中，便于觀察冷卻水是否泄露。(四)感應器可以在Z方向和Y方向浮動，也即被淬火齒的徑向和周向；確保了感 應器與工件之間的間隙變化量小于0. 1毫米。(五)拖輥機構的設計使得工件裝卸比較方便，勞動強度較小。
圖1是本發明Y方向上的零件分布示意圖。圖中，206帶表工件，211代表主動輥 輪，212代表從動輥輪，213代表絲杠，214代表伺服電機。圖2是本發明X方向上的零件分布示意圖。圖中，201代表床身，202代表感應器， 203代表變壓器浮動機構，204代表油槽，205代表頂緊機構，206代表工件。圖3是本發明Y方向浮動部分結構示意圖。4代表第一拖板，5a、5b代表第一支撐 板，6代表Y方向導軌，7a、7b代表Y方向彈簧擋板，8a、8b代表Y方向彈簧，9代表Y方向彈 簧隔板，10代表第二拖板。圖4是本發明Z方向浮動部分結構示意圖。lla、llb代表第二支撐板，12代表Z方 向導軌，13a、13b代表Z方向彈簧擋板，14a、14b代表Z方向彈簧，15代表Z方向彈簧隔板， 16代表第三拖板。
具體實施方式
實施例1 對照圖1-5，說明本實施例的實施過程。臥式埋油數控感應淬火機床適用于0400 1200內直齒、單齒埋油淬火，該機采 用臥式全封閉結構，外型美觀，工作環境清潔，電控方式采用雙軸數控，專用感應淬火軟件， 中文顯示，內存較大。該機主要結構部件有床身(201)、油槽(204)、防護罩、位于油槽內的 柱形工件拖輥機構、以沿X方向和Z方向移動的感應器浮動機構(203)、頂緊機構(205)、感 應器(202)、電控柜。油槽采用板焊結構，焊后震動時效處理，內壁涂有防腐漆，由于該油槽是機床主 體，所有部件都裝在油槽內，因此油槽底板采用10mm厚板并焊有數道加強筋，保證油槽要 有足夠的強度，確保機床運動平穩。[0025]防護罩采用2mm鋼板焊接，外表采用電噴涂處理，防腐性能好，在操作位設有手動 拉門，門上鑲有有機玻璃觀察窗，便于操作及觀察淬火情況。電氣控制柜設在罩子右邊，便 于操作。拖輥機構包括位于油槽內的Y方向絲杠(213)，所述Y方向絲杠對稱地分布著兩 段旋轉方向相反的，但是螺距相同的絲杠螺紋；分別位于2段Y方向絲杠上的2個輥輪支架；分別位于2個滾輪支架上的主動輥輪(211)和從動輥輪(212)；位于油槽外，且與主動輥輪通過鏈條相連的伺服電機(214)；位于油槽外，且與從動輥輪通過鏈條相連的旋轉編碼器(215)；位于油槽外，且與Y方向絲杠功過鏈條相連的手輪。拖輥機構工作原理根據工件直徑大小，手動調節手輪通過鏈輪鏈條付傳動具有 左右旋向的絲杠付，拖動分別裝有主拖輥及付拖輥的滑板做相向(相背)運動，主從拖輥支 點對工件的向心角范圍90-120°，確保淬火點埋油深度一致，主動輥運動是由伺服電機經 1 30減速機傳動鏈輪鏈條付拖動主動輥旋轉，主動輥通過外圓摩擦工件外圓，工件外圓 摩擦從動輥外圓，使從動輥旋轉，從動輥經同步帶輪驅動旋轉編碼器旋轉，旋轉編碼器控制 伺服電機工作，確保了分齒精度。所述感應器拖動機構包括與床身固定連接的X方向水平絲杠；位于X方向水平 絲杠上且可以沿X方向水平絲杠水平運動的垂直立柱；位于垂直立柱上的Z方向絲杠，所述 感應變壓器位于Z方向絲杠上。在Z方向絲杠與感應變壓器之間還包括一個感應變壓器浮 動機構；所述變壓器浮動機構包括在Y方向上依次分布著與Z方向絲杠固定連接的第一拖板(4)，與感應變壓器固 定連接的第三拖板(16)，位于第一拖板與第三拖板夾層中間的第二拖板(10)；在所述第一拖板和第二拖板之間分布著在第一拖板Y方向兩端部的徑向彈簧擋 板(7a、7b)；與第二拖板固定連接Y方向兩端的第一支撐板(5a、5b)；與第二拖板固定連接 且位于第二拖板上第一支撐板中間位置的Y方向彈簧隔板(9)；貫穿第一支撐板和Y方向 彈簧隔板的Y方向導軌(6)，Y方向導軌兩端與第一支撐板固定連接；套在Y方向導軌上且 位于Y方向彈簧擋板與Y方向彈簧隔板之間的Y方向彈簧(8a、8b)；在所述第二拖板和第三拖板之間分布著與第二拖板固定連接Z方向兩端的第二 支撐板(lla、llb)；與第二拖板固定連接且位于第二拖板上第二支撐板中間位置的Z方向 彈簧隔板(15)；在第三拖板Z方向兩端部的Z方向彈簧擋板(13a、13b)；貫穿第二支撐板和 Z方向彈簧隔板的Z方向導軌(12)，Z方向導軌兩端與第二支撐板固定連接；套在Z方向導 軌上且位于Z方向彈簧擋板與Z方向彈簧隔板之間的Z方向彈簧(14a、14b)。變壓器浮動機構工作過程如下當感應器浮動定位塊遇到齒在Y方向的變形時，首先帶動第一拖板沿Y方向位移， 第一拖板與第二拖板之間在Y方向上是柔性連接，第一拖板會隨著浮動定位塊在Y方向上 移動，也即感應器隨著浮動定位塊在Y方向移動。第二定位塊和第三定位塊不動。當感應器浮動定位塊遇到齒在Z方向的變形時，首先帶動第一拖板沿Z方向位移， 第一拖板與第二拖板在Z方向上是剛性連接，會帶動第二拖板沿Z方向移動，第二拖板與第 三拖板在Z方向上是柔性連接，因此，第三拖板會原地不動。[0040]因此，當浮動定位塊遇到Y方向和Z方向的變形時，在第三拖板不動的情況下，它 會自行帶著感應器作相應的位移調整。從而確保了感應器與工件之間的間隙量控制。感應器拖動機構頂部裝有伺服電機，經同步帶輪傳動絲杠付拖動滑板及變壓器做 上下運動，此運動是用來調整感應器與工件的相對位置，最大調整距離為600mm。感應器拖 動機構水平床身右端裝有伺服電機，經絲杠付拖動立柱沿水平導軌運動(即感應器淬火速 度)，確保淬火速度變化率< 5%，感應器最大運動距離為600mm。浮動機構的Y方向浮動、Z方向浮動導軌均采用圓柱直線導軌，摩擦阻力小，跟蹤 靈敏；在Y方向和Z方向浮動距離分別為士5mm，感應器Y方向手動調整距離為士20mm。為 確保感應器運動平穩，感應器定位與拖動機構之間不是剛性連接，在Y方向和Z方向上是柔 性連接，感應器定位塊對工件的壓力< 2kg，此浮動機構是補償機床及工件綜合積累誤差， 確保與感應器定位塊位置相固定的感應器與工件之間的間隙變化量< 0. 1mm。頂緊調節機構此機構是防止工件在淬火過程中軸向竄動。為減小工件旋轉與壓點的摩擦力，壓 點采用滾動軸承，壓力大小由手輪控制。具體操作程序如下工件放在拖輥上確認無誤后，人工操作手輪將工件壓緊。確認工件端面與主付拖 輥軸臂接觸后，將手輪回轉90°，確保壓點與工件端面間隙S =0.2-0. 5mm。這樣既控制 工件在淬火過程中軸向竄動，又不影響工件旋轉運動。機床主要技術參數感應器上下移動速度范圍5-50mm/s，感應器上下移動距離600mm，感應器前 后移動速度范圍l-20mm/s，感應器前后移動距離600mm，感應器左右浮動距離士5mm， 感應器上下浮動距離士5mm，感應器左右手動調整距離士20mm，工件分齒線速度范圍 5-50mm/s工件分齒精度①1000周邊處< 0. 5mm，靠模對工件的壓力< 2kg，零件最大重 量2000kg，零件內齒直徑范圍400-1200mm，零件模數范圍7_16。機床操作及自動程序過程測量工件被支承外圓直徑尺寸，將數值輸入程序。將工件放在拖輥上，壓緊保證壓 點與工件端面間隙S =0.2-0. 5mm。手動分齒1_2齒。人工調整感應器與工件的相對位 置，在調整時不得碰撞工件。手動將感應器置回原點，進油開始。在冷卻水正常工作狀態下， 啟動自動程序按鈕。自動程序過程感應器快進到位轉慢進到位，感應器快降到位轉慢降到位，加熱開始計時(模數 < 10時需啟動背冷)；計時到，感應器工進到位，工進停，加熱停，計時開始，計時到(如有 背冷，背冷停)，感應器快升到位，感應器快退到位，分齒到位，第二齒開始淬火至全齒完，感 應器回至原點。人工放油，卸下零件。實施例2 其它條件和參數與實施例1相同，不同之處在于所述變壓器浮動機構包括在所述第一拖板和第二拖板之間分布著在第一拖板 Z方向兩端部的Z方向彈簧擋板；與第二拖板固定連接Z方向兩端的第一支撐板；與第二拖 板固定連接且位于第二拖板上第一支撐板中間位置的Z方向彈簧隔板；貫穿第一支撐板和 Z方向彈簧隔板的Z方向導軌，Z方向導軌兩端與第一支撐板固定連接；套在Z方向導軌上
7且位于Z方向彈簧擋板與Z方向彈簧隔板之間的Z方向彈簧；在所述第二拖板和第三拖板之間分布著與第二拖板固定連接Y方向兩端的第二 支撐板；與第二拖板固定連接且位于第二拖板上第二支撐板中間位置的Y方向彈簧隔板； 在第三拖板Y方向兩端部的Y方向彈簧擋板；貫穿第二支撐板和Y方向彈簧隔板的Y方向 導軌，Y方向導軌兩端與第二支撐板固定連接；套在Y方向導軌上且位于Y方向彈簧擋板與 Y方向彈簧隔板之間的Y方向彈簧。變壓器浮動機構工作過程如下當感應器浮動定位塊遇到齒在Y方向的變形時，首先帶動第一拖板沿Y方向位移， 第一拖板與第二拖板在Y方向上是剛性連接，會帶動第二拖板沿Y方向移動，第二拖板與第 三拖板在Y方向上是柔性連接，因此，第三拖板會原地不動。當感應器浮動定位塊遇到齒在Z方向的變形時，首先帶動第一拖板沿Z方向位移， 第一拖板與第二拖板之間在Z方向上是柔性連接，第一拖板會隨著浮動定位塊在z方向上 移動，也即感應器隨著浮動定位塊在z方向移動。第二定位塊和第三定位塊不動。因此，當浮動定位塊遇到Y方向和Z方向的變形時，在第三拖板不動的情況下，它 會自行帶著感應器作相應的位移調整。從而確保了感應器與工件之間的間隙量控制。
權利要求臥式埋油數控淬火機床，包括床身、位于床身上面的油槽；定義圓柱形工件軸線方向為X方向，與X方向垂直且位于水平面的方向為Y方向，垂直于X方向且垂直于Y方向的方向定義為Z方向；其特征在于，還包括位于油槽內的柱形工件拖輥機構；可以沿X方向和垂Y方向移動的感應器拖動機構；位于拖動機構上的感應變壓器，所述感應變壓器與油槽相隔離；通過懸臂與感應變壓器相連的感應器以及感應器浮動定位塊。
2.根據權利要求1所述臥式埋油數控淬火機床，其特征在于，所述感應器拖動機構包 括與床身固定連接的X方向水平絲杠；位于X方向水平絲杠上且可以沿X方向水平絲杠水 平運動的垂直立柱；位于垂直立柱上的Z方向絲杠，所述感應變壓器位于Z方向絲杠上。
3.根據權利要求2所述臥式埋油數控淬火機床，其特征在于，在Z方向絲杠與感應變壓 器之間還包括一個感應變壓器浮動機構；所述變壓器浮動機構包括在Y方向上依次分布著與Z方向絲杠固定連接的第一拖板(4)，與感應變壓器固定連 接的第三拖板(16)，位于第一拖板與第三拖板夾層中間的第二拖板(10)；在所述第一拖板和第二拖板之間分布著在第一拖板Y方向兩端部的Y方向彈簧擋板 (7a、7b)；與第二拖板固定連接Y方向兩端的第一支撐板(5a、5b)；與第二拖板固定連接且 位于第二拖板上第一支撐板中間位置的Y方向彈簧隔板(9)；貫穿第一支撐板和Y方向彈 簧隔板的Y方向導軌(6)，Y方向導軌兩端與第一支撐板固定連接；套在Y方向導軌上且位 于Y方向彈簧擋板與Y方向彈簧隔板之間的Y方向彈簧(8a、8b)；在所述第二拖板和第三拖板之間分布著與第二拖板固定連接Z方向兩端的第二支撐 板(lla、llb)；與第二拖板固定連接且位于第二拖板上第二支撐板中間位置的Z方向彈簧 隔板(15)；在第三拖板Z方向兩端部的Z方向彈簧擋板(13a、13b)；貫穿第二支撐板和Z方 向彈簧隔板的Z方向導軌(12)，Z方向導軌兩端與第二支撐板固定連接；套在Z方向導軌上 且位于Z方向彈簧擋板與Z方向彈簧隔板之間的Z方向彈簧(14a、14b)。
4.根據權利要求2所述臥式埋油數控淬火機床，其特征在于，在Z方向絲杠與感應變壓 器之間還包括一個感應變壓器浮動機構；所述變壓器浮動機構包括在Y方向上依次分布著與Z方向絲杠固定連接的第一拖板，與感應變壓器固定連接的 第三拖板，位于第一拖板與第三拖板夾層中間的第二拖板；在所述第一拖板和第二拖板之間分布著在第一拖板Z方向兩端部的Z方向彈簧擋板； 與第二拖板固定連接Z方向兩端的第一支撐板；與第二拖板固定連接且位于第二拖板上第 一支撐板中間位置的Z方向彈簧隔板；貫穿第一支撐板和Z方向彈簧隔板的Z方向導軌，Z 方向導軌兩端與第一支撐板固定連接；套在Z方向導軌上且位于Z方向彈簧擋板與Z方向 彈簧隔板之間的Z方向彈簧。在所述第二拖板和第三拖板之間分布著與第二拖板固定連接Y方向兩端的第二支撐 板；與第二拖板固定連接且位于第二拖板上第二支撐板中間位置的Y方向彈簧隔板；在第 三拖板Y方向兩端部的Y方向彈簧擋板；貫穿第二支撐板和Y方向彈簧隔板的Y方向導軌， Y方向導軌兩端與第二支撐板固定連接；套在Y方向導軌上且位于Y方向彈簧擋板與Y方 向彈簧隔板之間的Y方向彈簧。
5.根據權利要求1至4任何一項所述臥式埋油數控淬火機床，其特征在于，所述柱形工件拖輥機構包括位于油槽內的Y方向絲杠，所述Y方向絲杠對稱地分布著兩段旋轉方向相反的，但是螺 距相同的絲杠螺紋；分別位于2段Y方向絲杠上的2個輥輪支架； 分別位于2個滾輪支架上的主動輥輪和從動輥輪； 位于油槽外，且與主動輥輪通過鏈條相連的伺服電機； 位于油槽外，且與從動輥輪通過鏈條相連的旋轉編碼器； 位于油槽外，且與Y方向絲杠功過鏈條相連的手輪。
6.根據權利要求5所述臥式埋油數控淬火機床，其特征在于，所述主動輥輪或從動輥 輪的一端存在一個周向凸緣，另一端存在一個工件軸向頂緊機構，頂緊機構和軸向凸緣將 圓柱形工件在X方向固定。
7.根據權利要求6所述臥式埋油數控淬火機床，其特征在于，所述軸向頂緊機構包括 絲杠，位于絲杠一端的手輪，位于絲杠另一端的滾動軸承，手輪與滾動軸承間存在螺紋絲 杠。
專利摘要本實用新型涉及一種臥式埋油數控淬火機床，包括床身、位于床身上面的油槽；還包括位于油槽內的柱形工件拖輥機構；可以沿X方向和垂Y方向移動的感應器拖動機構；位于拖動機構上的感應變壓器，所述感應變壓器與油槽相隔離；通過懸臂與感應變壓器相連的感應器以及感應器浮動定位塊。本實用新型相對于現有技術，具有如下優點可以對內齒進行埋油淬火；埋油深度基本一致，縮短了感應器匯流排長度，提高電源效率；便于觀察冷卻水是否泄露；確保了感應器與工件之間的間隙變化量小于0.1毫米；勞動強度較小。
文檔編號C21D1/10GK201598316SQ20092022195
公開日2010年10月6日 申請日期2009年11月6日 優先權日2009年11月6日
發明者劉家彬, 常玉昆, 楊建 申請人:天津天豐中高頻感應淬火設備有限公司