高频感应加热和喷液淬火的装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高频感应加热和喷液淬火技术领域，特别是涉及一种用于小型轴类工件的全自动高频感应加热和喷液淬火的装置及其方法。
【背景技术】
[0002]感应加热表面淬火是利用电磁感应的原理，使零件在交变磁场中切割磁力线，在表面产生感应电流，又根据交流电的集肤效应，以涡流形式将零件表面快速加热，而后急冷的淬火方法。它在热处理领域中占有重要地位，这一技术已经在我国被广泛应用。感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备。
[0003]现有的小型轴类工件的高频感应加热和喷液淬火装置采用双端机械夹持旋转加热和气缸行程定位，其主要缺点是上下料和夹持周期长、定位精度低且无加热监控和自动剔除可疑品或不合格品装置。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种高频感应加热和喷液淬火的装置及其方法，采用单端磁力吸持旋转加热淬火、伺服定位的方式解决了现有技术中上下料和夹持周期长、定位精度低的技术问题。
[0005]本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是:一种高频感应加热和喷液淬火的装置，包括工作台、用于将来自上料料斗的工件实现上料和下料的上下料机构，用于工件加热和淬火的感应器组件，用于对工件加热能量进行监控的热量监控组件、用于带动工件进入和退出感应器组件的伺服滑台以及落料分流机构，所述工作台包括台板和支架，所述上下料机构、感应器组件和伺服滑台从前到后依次设置于所述台板上面，所述热量监控组件置于所述感应器组件内与所述工件的位置对应，所述落料分流机构设置在所述感应器组件下料的一侧。采用伺服滑台进行定位使定位精度更高，同时采用热量监控组件对工件的加热能量进行监控可以为后续的落料分流工序剔除可疑品或者不合格品提供可靠的依据。
[0006]进一步，所述感应器组件包括底座、单圈感应器、顶板、底板、挡板、落料套、接近开关、快换夹头组件和挡块，所述底座、顶板、底板和挡板从下到上依次设置在所述台板上，所述单圈感应器一端位于所述底座内，另一端向后延伸至所述底座外，所述落料套位于所述挡板上远离所述落料分流机构的一端，所述接近开关设置于所述挡板内且位置与所述落料套位置对应，所述快换夹头组件设于所述单圈感应器延伸出所述底座外的一端上，所述挡块位于所述底座和顶板远离所述落料套的一侧。采用单圈感应器进行加热简单方便。
[0007]进一步，所述感应器组件还包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔垂直贯穿所述挡板和底板并延伸至所述单圈感应器的上方，所述第二通孔垂直贯穿所述底板和顶板并延伸至所述落料分流机构的上方，所述落料套、第一通孔和第二通孔依次横向等间距排列。第一通孔用于工件进入和退出感应加热和喷液淬火工位时的通道，第二通孔用于将淬火完毕的工件送入落料分流机构的通道。采用垂直的通孔结构简单、实现方便。同时，落料套的上料工位、第一通孔的加热淬火工位以及第二通孔的下料工位之间的间隔相等，有利于实现工件的同时上下料。
[0008]进一步，所述快换夹头组件包括快换夹头座、电极、压块和压紧手轮，所述快换夹头座中部设有横向的通孔，所述压块、单圈感应器延伸出所述底座的一端以及电极从上到下依次置于所述通孔内，所述压紧手轮置于所述快换夹头座顶部并与所述快换夹头座上下活动连接，所述压紧手轮的底部与所述压块的上端面紧密接触。快换夹头组件用于将单圈感应器与外部的高频电源进行连接，实现高频加热，在单圈感应器与外部的高频电源电极的连接处采用压块进行压紧而不是直接将压紧手轮顶住单圈感应器的端部，增大接触面积可以避免因受力集中损坏单圈感应器。
[0009]具体的，所述快换夹头座顶部设有螺纹孔，所述压紧手轮通过螺纹孔与所述快换夹头座螺纹连接。采用螺纹连接，安装调节方便快捷。
[0010]进一步，所述快换夹头组件还包括压板，所述压板一端置于所述通孔内与所述压块置于所述通孔内的一端固定连接，所述压板另一端与所述快换夹头座接触的侧面设有压板限位面，所述压块与所述快换夹头座接触的侧面设有压块限位面。为了防止置于单圈感应器与压紧手轮之间的压块横向移动，从通孔内掉落，在压块与快换夹头座接触的接触面上设有限位面，如果压块采用一体设计不便于安装，因此为了便于安装将压块的另一端设有带限位面的压板，压板和压块将快换夹头座横向固定与两者之间，即实现了限位的功能又安装方便。
[0011]进一步，所述上下料机构包括横向设置在所述台板上的第一气动滑台，所述第一气动滑台上设有上下料气缸安装板，所述上下料气缸安装板上固定安装第二气动滑台，所述第二气动滑台的运动方向与所述第一气动滑台的运动方向垂直，所述第二气动滑台上设有用于上下料的推杆，所述推杆一端与所述第二气动滑台连接，另一端延伸至所述底板和挡板之间。采用运动方向垂直的气动滑台实现推杆的前行、回退和横向移动。
[0012]进一步，所述推杆延伸至所述底板和挡板之间的一端左右并列设有下料开口和上料开口，所述下料开口中心与上料开口中心之间的距离与所述单圈感应器轴线与落料套轴线间的距离相等。上料开口用于将落料套内的工件传送至加热和淬火工位，下料开口用于将淬火完毕的工件传送至下料工位，等间距设置可以采用同一推杆实现同时上下料，将推杆置于底板和挡板之间防止工件轴向跳动，偏离工位。
[0013]具体的，所述上料开口和下料开口均为半圆形开口，所述上料开口和下料开口的半径大于所述工件的半径，所述下料开口的半径大于等于所述上料开口的半径。上料开口和下料开口的半径均大于工件的半径方便工件进入和取出，另外，上料工位至加热工位对工件的定位精度要求比较高，而由加热工位到下料工位定位精度要求比较低，因此下料开口半径可以大于或等于上料开口半径。
[0014]进一步，所述伺服滑台上设有可上下移动的磁力旋转组件，所述磁力旋转组件包括电机支架，所述电机支架一端与所述伺服滑台连接，另一端设有电机，所述电机的轴线与所述伺服滑台移动方向平行，所述电机下方设有与电机轴连接的磁力轴，所述磁力轴位于所述单圈感应器的上方。通过单端磁力旋转组件吸持旋转工件进行加热淬火，可以有效缩短上下料和夹持周期，提高生产效率。
[0015]具体的，所述磁力轴内设有外径相等的永磁轴和导磁轴，所述永磁轴位于所述导磁轴上端。
[0016]具体的，所述永磁轴为三个，且纵向排布与所述导磁轴上端。
[0017]进一步，所述落料分流机构包括气缸和合格品料道，所述气缸固定设置在所述台板上，所述气缸一端设有活塞杆，所述活塞杆端部连接合格品料道，所述合格品料道滑动连接在所述台板上，所述合格品料道的上端开口位于所述挡块的下方。进一步，所述落料分流机构还包括依次并排设置在所述台板下方的合格品抽斗组件、可疑品抽斗组件和回流抽斗组件，所述合格品抽斗组件位于所述合格品料道下方，所述回流抽斗组件位于所述感应器组件下方。气缸可以带动合格品料道在台板上水平移动，根据热量监控的结果判断是否为合格品，当为合格品时气缸带动合格品料道右行至第二通孔下方，使工件通过合格品料道进入合格品抽斗组件中，当为可疑品或不合格品时气缸带动合格品料道左行避开第二通孔使工件直接落入可疑品抽斗组件中。
[0018]—种使用上述高频感应加热和喷液淬火的装置的高频感应加热和喷液淬火的方法，包括设置在所述伺服滑台上并可随所述伺服滑台上下移动的磁力旋转组件，并包括以下步骤:
[0019](I)上下料机构由原位左行，将来自上料料斗的工件从右侧的上料工位传送至中部的感应加热和喷液淬火工位，同时，将已完成感应加热和喷液淬火的工件从中部的感应加热和喷液淬火工位传送至左侧的下料工位；
[0020](2)位于感应加热和喷液淬火工位上方的磁力旋转组件吸持工件的端面，并带动工件同轴旋转；
[0021](3)伺服滑台由原位下行，带动工件进入感应器组件的感应器中，对工件进行旋转感应加热，同时，对工件的加热能量进行监测；
[0022](4)当工件感应加热完毕后，感应器组件对工件进行喷液淬火；
[0023](5)淬火完成后，伺服滑台上行复位，带动已淬火的工件上行；
[0024](6)上下料机构复位，复位时先回退，然后右行，最后前行至原位，准备传送下一个来自上料料斗的工件和已完成感应加热和喷液淬火的工件；
[0025](7)已完成感应加热和喷液淬火的工件下落至落料分流机构，落料分流机构根据加热能量检测结果将已淬火的工件按合格品和可以品分别送入对应的通道；
[0026](8)重复上述步骤(1)-(7)实现自动循环操作。
[0027]在进行第一个工件的操作时，下料工位没有工件，在进行最后一个工件的下料时，上料工位没有工件。
[0028]本发明的有益效果是:本发明提供的高频感应加热和喷液淬火的装置及其方法，采用单端磁力吸持旋转加热淬火、伺服定位、加热能量监控和落料分流机构，可大幅度缩短小型轴类工件的上下料和夹持周期，提高小型轴类工件的加热定位精度，并可根据能量监控结果对合格品、可疑品或不合格品进行自动分流，从而大幅度提高小型轴类工件的高频感应加热和喷液淬火质