專利名稱：一種細長活塞桿中高頻淬火防彎曲變形裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬零件表面熱處理裝置，尤其是涉及一種防止細長活塞桿在中 高頻淬火時產生彎曲變形的裝置。
背景技術：
中高頻淬火用于金屬零件的表面熱處理，淬火層深度一般約為2 4mm，這種工藝 的好處在于可以將零件的表面淬硬，增加零件的耐磨性，而零件內部材料仍然保持原有的 性能。工程機械中的液壓缸的活塞桿經常要做伸出縮進運動，還要外載荷地承受劇烈沖擊， 這對液壓缸的使用壽命是巨大的挑戰。將活塞桿進行中高頻淬火后其表面耐磨性大大增 強，機械性能大幅度提升，這使得液壓缸的返修幾率大大降低。普通的淬火工藝是將活塞桿 裝夾在臥式機床上，加熱線圈和冷卻噴水管穿過工件，兩端用頂尖頂住進行對心，線圈與工 件之間的間隙需要盡可能小。若工件裝夾后的軸心線與線圈的軸心線不一致，則將導致線 圈軸向移動的時候碰到工件，并且淬火厚度不均勻，給后續的磨削工序增加了難度。中高頻 淬火機床通過兩個頂尖定位，加熱過程中工件急劇升溫，必然會產生熱脹效應，本來在裝夾 的時候就產生了較大的擠壓力，加熱膨脹后更使得兩端不能伸長而將工件嚴重擠壓，從而 產生較大彎曲變形，這對于液壓缸的活塞桿來說是絕對不允許的，嚴重的將影響液壓缸的 密封性能，或者運動時直接將活塞桿表面拉傷，使生產企業和使用者蒙受損失。常規的處理 辦法是中高頻淬火后再將桿件進行校直，這將使加工工藝復雜化，同時浪費了人力物力，而 且變形不一定能很好地消除。中國專利CN1431337公開一種金屬表面熱處理方法將具有一定壓力的氨氣以 旋流的形式通入爐罐內；同時開始給爐子加熱，隨著爐溫的上升，氮原子開始向鋼件表面 α -Fe晶格間隙中滲透；當溫度達到所需保溫溫度410 620°C時，加入氧氣，同時給爐罐施 加一定壓力，此時受熱氧氣起催化劑作用，使氮原子向鋼件組織深部滲透，以達到提高金屬 表面組織的密度的固溶強化作用；經過15 20h的保溫后，停電降溫，關氧氣；當爐溫降至 480 450°C，關氨氣，工件出爐。該發明在把變形控制在極微小的前提下，達到了提高金屬 表面硬度與強度、耐磨、有韌性、耐腐蝕等綜合性能，解決了熱處理行業中目前普遍存在的 變形、脆性、深度、防腐和環保等技術難題。中國專利CN2279364公開一種金屬表面熱處理設備，尤其適用于瓦楞輥齒面激光 表面處理設備，在一臺經改裝的萬能磨床的可移動的砂輪架頂蓋上的兩條T型槽處，用螺 釘、螺母固定著激光器，而在床頭箱后部有與磨床主軸連在一起的分度系統，同時相應地配 有數控系統控制激光器，分度系統工作及磨床工作臺、砂輪架運動，完成工件的表面處理工 作。其優點是經處理后齒面硬度高、硬化層深且成本低。
發明內容
本發明的目的是提供一種可防止細長活塞桿在中高頻淬火加工過程中產生彎曲 變形的細長活塞桿中高頻淬火防彎曲變形裝置。
本發明設有插體、軸向推力軸承、活動頂尖、頂尖鎖緊螺帽、止推彈簧、連接螺栓和 拉伸液壓缸；插體安裝在拉伸液壓缸的活塞桿上，插體的左向移動限位在軸向推力軸承的 右端，在插體的內孔的內壁與軸向推力軸承和頂尖鎖緊螺帽之間具有間隙，插體與淬火工 件連接，活塞桿的活塞端卡入機床的三爪卡盤內并與頂尖相抵，活塞桿上還設有用于鎖緊 頂尖鎖緊螺帽的聯接螺紋和用于對軸向推力軸承進行定位的臺階，止推彈簧設在拉伸液壓 缸的活塞桿前端的沉孔中，活動頂尖頂住連接螺栓的端部；拉伸液壓缸固定在機床的尾座 上，拉伸液壓缸的活塞桿的軸線與機床主軸的軸線一致，拉伸液壓缸的進出油口的壓力受 控制中心控制；在插體的端面中心設有通孔，通孔內安裝支撐環。所述通孔的內徑大于活塞桿的直徑、頂尖鎖緊螺帽的外徑和軸向推力軸承的外徑。所述插體與淬火工件連接，可采用插體與淬火工件之間通過插體和淬火工件的內 孔中插入連接螺栓進行連接。淬火加熱裝置的淬火加熱線圈和噴水冷卻機構設在淬火工件上，壓力傳感器也安 裝在淬火工件上。拉伸液壓缸的活塞桿通過機床的尾座固定其上，并且液壓缸需要精確定位，其活 塞桿的軸線與機床的主軸軸線一致。在淬火過程中拉伸液壓缸保持對工件的拉力(至少不 會因為工件受熱而被壓縮變形)，一定拉力的存在對淬火工件的彎曲變形具有阻礙作用。控 制中心具有以下功能根據淬火工件的直徑，需要確定淬火的深度，工控機根據程序數據庫 中的經驗數據控制液壓缸的進油口壓力，即液壓缸活塞的拉力大小；其次還要控制淬火加 熱裝置的加熱功率和軸向移動速度。拉伸液壓缸的活塞桿前端需要車一個臺階，臺階端面給推力軸承軸向定位，臺階 下來需要車聯接螺紋，活塞桿的端面需要鉆沉孔，作用是將浮動頂尖的止壓彈簧放入其中， 浮動頂尖的限位靠的是頂尖鎖緊螺帽，同時這個螺帽也將推力軸承的另一端進行限位。在 安裝這些零件之前需要將插體預先裝在拉伸活塞桿上，插體的左向移動限位在推力軸承的 右端。拉緊狀態下插體與活塞桿、推力軸承之間具有一定的間隙，同時與頂尖鎖緊螺帽之間 也具有一定的間隙，具有間隙的好處在于工件旋轉時帶動插體一起運動不會產生大的摩擦 力，對拉伸液壓缸的活塞桿具有保護作用，同時不會因為摩擦力太大而使得工件旋轉產生 較大阻力。插體與淬火工件之間通過其各自的內孔中插入連接螺栓進行連接。由以上技術方案可知，本發明對傳統的臥式淬火機床在細長桿件淬火時所造成的 彎曲變形有了終結性的改變，淬火以后的工件不但省去了校直工藝，而且對后期的磨削加 工創造了優良的條件，使磨削過程中余量均勻，不易產生磨削裂紋，為生產效率的提高創造 了條件，同時也為桿件的機械性能提升了檔次。
圖1為本發明實施例的結構組成示意圖。圖2為本發明實施例的插體結構組成示意圖。
具體實施例方式以下實施例將結合附圖對本發明作進一步的說明。
參見圖1和2，本發明實施例設有機床觀、尾座25、插體7、軸向推力軸承10、活動 頂尖13、頂尖鎖緊螺帽11、止推彈簧12、連接螺栓4和拉伸液壓缸15 ；插體7安裝在拉伸液 壓缸15的活塞桿8上，插體7的左向移動限位在軸向推力軸承10的右端，在插體7的內孔 23的內壁與軸向推力軸承10和頂尖鎖緊螺帽11之間具有間隙，插體7與淬火工件14連 接，活塞桿8的活塞端3卡入機床的三爪卡盤1內并與頂尖2相抵，活塞桿8上還設有用于 鎖緊頂尖鎖緊螺帽11的聯接螺紋17和用于對軸向推力軸承10進行定位的臺階16，止推彈 簧12設在拉伸液壓缸15的活塞桿8前端的沉孔18中，活動頂尖13頂住連接螺栓4的端 部6 ；拉伸液壓缸15固定在機床28的尾座25上，拉伸液壓缸15的活塞桿8的軸線與機床 主軸26的軸線一致，拉伸液壓缸15的進出油口 30的壓力受控制中心控制；在插體7的端 面中心設有通孔21，通孔21內安裝支撐環22。所述通孔21的內徑大于活塞桿8的直徑、 頂尖鎖緊螺帽11的外徑和軸向推力軸承10的外徑。所述插體7與淬火工件14連接，可采 用插體7與淬火工件14之間通過插體7和淬火工件14的內孔5中插入連接螺栓4進行連 接。淬火加熱裝置的淬火加熱線圈四和噴水冷卻機構31設在淬火工件14上，壓力傳 感器也安裝在淬火工件14上。所述裝置各零部件的連接方式如下拉伸液壓缸15的活塞桿8穿過機床的尾座 25安裝在臥式車床的尾端，并且通過定位，拉伸活塞桿8的軸線需要與機床主軸軸線保持 一至，拉伸液壓缸15的活塞桿8前端需要車一個臺階16，臺階端面給推力軸承軸向定位，臺 階16上需要車連接螺紋17，活塞桿8的端面需要鉆沉孔18，作用是將浮動頂尖13的止推 彈簧12放入其中，浮動頂尖13的限位靠的是頂尖鎖緊螺帽11，同時這個螺帽也將推力軸承 10的另一端進行限位。在安裝這些零件之前需要將插體7預先裝在拉伸活塞桿8上，插體 7的左向移動限位在推力軸承10的右端。拉緊狀態下插體7的中心孔21與活塞桿8之間 具有一定的間隙，間隙之間通過支撐環22支撐，同時插體的內孔23的內壁與推力軸承10、 頂尖鎖緊螺帽11之間也具有一定的間隙，具有間隙的好處在于淬火工件14旋轉時帶動插 體一起運動不會產生大的摩擦力，對拉伸液壓缸15的活塞桿8具有保護作用，同時不會因 為摩擦力太大而使得工件旋轉產生較大阻力。插體7與淬火工件14之間通過其各自的內 孔5中插入連接螺栓4進行連接。整個機床裝配好后，淬火工件14通過吊裝設備升到一定高度后，將活塞桿的活塞 端3卡入到機床的頂尖2中，再將機床的三爪卡盤1預夾緊，與此同時機床尾端的液壓缸15 做活塞桿8伸出運動，利用與之相配合的浮動頂尖13頂住淬火工件的球頭端6，這樣就對工 件進行了定位，隨后將機床的三爪卡盤1夾緊，夾緊力要達到一定的大小，接著將插體7拉 到淬火活塞桿14的球頭端6來，使其內孔與球頭的內孔5對準，再將連接螺栓4插入其中， 擰緊螺母。最后就是啟動控制中心的工控機的開始按鈕，通過先前的設置，工控機讓液壓缸 的油口 30按要求進出油，并且通過壓力傳感器檢測缸內油壓，直至達到預設經驗拉力，到 這個過程完成，淬火工件14依然準確定位。拉力達到要求后，停止油缸進油，經過短暫延 時，控制中心啟動機床電機，使得主軸緩慢旋轉，再開啟淬火加熱裝置，按需要的功率加熱， 并按照淬火速度要求進給，走完一個行程淬火加工就完成了。淬火工件14淬火結束以后， 首先將拉伸液壓缸的活塞桿8做伸出運動，頂緊淬火工件14，此時，插體7對工件已經沒有拉伸力存在，松開三爪卡盤1，接著將連接螺栓4卸下，把插體7的開方面扭轉到向上的方 向，最后用吊裝設備將淬火工件14吊離淬火機床。
權利要求
1.一種細長活塞桿中高頻淬火防彎曲變形裝置，其特征在于設有插體、軸向推力軸承、 活動頂尖、頂尖鎖緊螺帽、止推彈簧、連接螺栓和拉伸液壓缸；插體安裝在拉伸液壓缸的活 塞桿上，插體的左向移動限位在軸向推力軸承的右端，在插體的內孔的內壁與軸向推力軸 承和頂尖鎖緊螺帽之間具有間隙，插體與淬火工件連接，活塞桿的活塞端卡入機床的三爪 卡盤內并與頂尖相抵，活塞桿上還設有用于鎖緊頂尖鎖緊螺帽的聯接螺紋和用于對軸向推 力軸承進行定位的臺階，止推彈簧設在拉伸液壓缸的活塞桿前端的沉孔中，活動頂尖頂住 連接螺栓的端部；拉伸液壓缸固定在機床的尾座上，拉伸液壓缸的活塞桿的軸線與機床主 軸的軸線一致，拉伸液壓缸的進出油口的壓力受控制中心控制；在插體的端面中心設有通 孔，通孔內安裝支撐環。
2.如權利要求1所述的一種細長活塞桿中高頻淬火防彎曲變形裝置，其特征在于所述 通孔的內徑大于活塞桿的直徑、頂尖鎖緊螺帽的外徑和軸向推力軸承的外徑。
3.如權利要求1所述的一種細長活塞桿中高頻淬火防彎曲變形裝置，其特征在于插體 與淬火工件之間通過插體和淬火工件的內孔中插入連接螺栓進行連接。
全文摘要
一種細長活塞桿中高頻淬火防彎曲變形裝置，涉及一種金屬零件表面熱處理裝置。設有插體、軸向推力軸承、活動頂尖、頂尖鎖緊螺帽、止推彈簧、連接螺栓和拉伸液壓缸；插體安裝在拉伸液壓缸的活塞桿上，插體的左向移動限位在軸向推力軸承的右端，在插體的內孔的內壁與軸向推力軸承和頂尖鎖緊螺帽之間具有間隙，插體與淬火工件連接，活塞桿的活塞端卡入機床的三爪卡盤內并與頂尖相抵，活塞桿上設有聯接螺紋和臺階，止推彈簧設在拉伸液壓缸的活塞桿前端的沉孔中，活動頂尖頂住連接螺栓的端部；拉伸液壓缸固定在機床的尾座上；在插體的端面中心設有通孔，通孔內安裝支撐環。可防止細長活塞桿在中高頻淬火加工過程中產生彎曲變形。
文檔編號C21D1/62GK102071294SQ20111003696
公開日2011年5月25日 申請日期2011年2月12日 優先權日2011年2月12日
發明者吳榕, 唐雯, 張文渭, 杜明星, 沈順良, 魏錦超 申請人:福建省龍巖液壓有限公司