专利名称：卧式埋油数控淬火机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种感应淬火机床，进一步涉及一种卧式埋油数控淬火机床。
背景技术：
目前单齿扫描式埋油淬火只能针对外齿进行，无法对内齿进行。同时，我们发现， 工件在淬火过程中淬火部位始终是在油中，可视性差，感应头与被淬火齿之间的累积误差 无法被观察发现，存在淬火不均匀的缺陷；同时，由于淬火变压器浸泡在油中，难以发现冷 却水管漏水问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种卧式埋油数控淬火机床，解决了现有技 术中无法对内齿进行埋油淬火的技术问题。本发明的方案如下 卧式埋油数控淬火机床，包括床身、位于床身上面的油槽；定义圆柱形工件轴 线方向为X方向，与X方向垂直且位于水平面的方向为Y方向，垂直于X方向且垂直于Y方 向的方向定义为Z方向；还包括位于油槽内的柱形工件拖辊机构；位于油槽内的柱形工件 拖辊机构；可以沿X方向和Z方向移动的感应器拖动机构；位于拖动机构上的感应变压器， 所述感应变压器与油槽相隔离；通过悬臂与感应变压器相连的感应器感应器浮动定位块。
所述感应器拖动机构包括与床身固定连接的X方向水平丝杠；位于X方向水平 丝杠上且可以沿X方向水平丝杠水平运动的垂直立柱；位于垂直立柱上的Z方向丝杠，所述 感应变压器位于Z方向丝杠上。在Z方向丝杠与感应变压器之间还包括一个感应变压器浮 动机构；所述变压器浮动机构实现方法如下 所述感应器拖动机构包括在Y方向上依次分布着与Z方向丝杠固定连接的第 一拖板4，与感应变压器固定连接的第三拖板16，位于第一拖板与第三拖板夹层中间的第 二拖板10 ; 在所述第一拖板和第二拖板之间分布着在第一拖板Y方向两端部的Y方向弹簧 挡板7a、7b ;与第二拖板固定连接Y方向两端的第一支撑板5a、5b ;与第二拖板固定连接且 位于第二拖板上第一支撑板中间位置的Y方向弹簧隔板9 ;贯穿第一支撑板和Y方向弹簧 隔板的Y方向导轨6， Y方向导轨两端与第一支撑板固定连接；套在Y方向导轨上且位于Y 方向弹簧挡板与Y方向弹簧隔板之间的Y方向弹簧8a、8b ; 在所述第二拖板和第三拖板之间分布着与第二拖板固定连接Z方向两端的第二 支撑板lla、llb ;与第二拖板固定连接且位于第二拖板上第二支撑板中间位置的Z方向弹 簧隔板15 ;在第三拖板Z方向两端部的Z方向弹簧挡板13a、13b ;贯穿第二支撑板和Z方向 弹簧隔板的Z方向导轨12， Z方向导轨两端与第二支撑板固定连接；套在Z方向导轨上且位 于Z方向弹簧挡板与Z方向弹簧隔板之间的Z方向弹簧14a、14b。 所述感应器拖动机构包括与床身固定连接的X方向水平丝杠；位于X方向水平
丝杠上且可以沿X方向水平丝杠水平运动的垂直立柱；位于垂直立柱上的Z方向丝杠，所述
4感应变压器位于Z方向丝杠上。在Z方向丝杠与感应变压器之间还包括一个感应变压器浮 动机构。 所述柱形工件拖辊机构包括位于油槽内的Y方向丝杠，所述Y方向丝杠对称地分
布着两段旋转方向相反的，但是螺距相同的螺纹丝杠；分别位于2段Y方向丝杠上的2个辊
轮支架；分别位于2个滚轮支架上的主动辊轮和从动辊轮；位于油槽外，且与主动辊轮通过
链条相连的伺服电机；位于油槽外，且与从动辊轮通过链条相连的旋转编码器；位于油槽
外，且与Y方向丝杠功过链条相连的手轮。 本发明相对于现有技术，具有如下优点( — )可以对内齿进行埋油淬火。 ( 二 )拖辊机构的拖辊轮对称运动，确保被淬火齿的位置相对固定，埋油深度基本 一致，縮短了感应器汇流排长度，提高电源效率。(三)淬火变压器不浸泡在油中，便于观察冷却水是否泄露。(四)感应器可以在Z方向和Y方向浮动，也即被淬火齿的径向和周向；确保了感 应器与工件之间的间隙变化量小于0. 1毫米。(五)拖辊机构的设计使得工件装卸比较方便，劳动强度较小。
图1是本发明Y方向上的零件分布示意图。图中，206带表工件，211代表主动辊 轮，212代表从动辊轮，213代表丝杠，214代表伺服电机。 图2是本发明X方向上的零件分布示意图。图中，201代表床身，202代表感应器，
203代表变压器浮动机构，204代表油槽，205代表顶紧机构，206代表工件。 图3是本发明Y方向浮动部分结构示意图。4代表第一拖板，5a、5b代表第一支撑
板，6代表Y方向导轨，7a、7b代表Y方向弹簧挡板，8a、8b代表Y方向弹簧，9代表Y方向弹
簧隔板，IO代表第二拖板。 图4是本发明Z方向浮动部分结构示意图。11a、llb代表第二支撑板，12代表Z方 向导轨，13a、13b代表Z方向弹簧挡板，14a、14b代表Z方向弹簧，15代表Z方向弹簧隔板， 16代表第三拖板。
具体实施方式
实施例1 : 对照图l-5，说明本实施例的实施过程。 卧式埋油数控感应淬火机床适用于①400 1200内直齿、单齿埋油淬火，该机采 用卧式全封闭结构，外型美观，工作环境清洁，电控方式采用双轴数控，专用感应淬火软件， 中文显示，内存较大。该机主要结构部件有床身(201)、油槽(204)、防护罩、位于油槽内的 柱形工件拖辊机构、以沿X方向和Z方向移动的感应器浮动机构(203)、顶紧机构(205)、感 应器(202)、电控柜。 油槽采用板焊结构，焊后震动时效处理，内壁涂有防腐漆，由于该油槽是机床主 体，所有部件都装在油槽内，因此油槽底板采用10mm厚板并焊有数道加强筋，保证油槽要 有足够的强度，确保机床运动平稳。
防护罩采用2mm钢板焊接，外表采用电喷涂处理，防腐性能好，在操作位设有手动 拉门，门上镶有有机玻璃观察窗，便于操作及观察淬火情况。电气控制柜设在罩子右边，便 于操作。 拖辊机构包括位于油槽内的Y方向丝杠(213)，所述Y方向丝杠对称地分布着两
段旋转方向相反的，但是螺距相同的丝杠螺纹； 分别位于2段Y方向丝杠上的2个辊轮支架； 分别位于2个滚轮支架上的主动辊轮(211)和从动辊轮(212); 位于油槽外，且与主动辊轮通过链条相连的伺服电机(214); 位于油槽外，且与从动辊轮通过链条相连的旋转编码器(215); 位于油槽外，且与Y方向丝杠功过链条相连的手轮。 拖辊机构工作原理根据工件直径大小，手动调节手轮通过链轮链条付传动具有 左右旋向的丝杠付，拖动分别装有主拖辊及付拖辊的滑板做相向(相背)运动，主从拖辊支 点对工件的向心角范围90-120° ，确保淬火点埋油深度一致，主动辊运动是由伺服电机经 1 : 30减速机传动链轮链条付拖动主动辊旋转，主动辊通过外圆摩擦工件外圆，工件外圆 摩擦从动辊外圆，使从动辊旋转，从动辊经同步带轮驱动旋转编码器旋转，旋转编码器控制 伺服电机工作，确保了分齿精度。 所述感应器拖动机构包括与床身固定连接的X方向水平丝杠；位于X方向水平
丝杠上且可以沿X方向水平丝杠水平运动的垂直立柱；位于垂直立柱上的Z方向丝杠，所述
感应变压器位于Z方向丝杠上。在Z方向丝杠与感应变压器之间还包括一个感应变压器浮 动机构；所述变压器浮动机构包括 在Y方向上依次分布着与Z方向丝杠固定连接的第一拖板(4)，与感应变压器固 定连接的第三拖板(16)，位于第一拖板与第三拖板夹层中间的第二拖板(10);
在所述第一拖板和第二拖板之间分布着在第一拖板Y方向两端部的径向弹簧挡 板(7a、7b);与第二拖板固定连接Y方向两端的第一支撑板(5a、5b);与第二拖板固定连接 且位于第二拖板上第一支撑板中间位置的Y方向弹簧隔板(9);贯穿第一支撑板和Y方向 弹簧隔板的Y方向导轨(6) ， Y方向导轨两端与第一支撑板固定连接；套在Y方向导轨上且 位于Y方向弹簧挡板与Y方向弹簧隔板之间的Y方向弹簧(8a、8b); 在所述第二拖板和第三拖板之间分布着与第二拖板固定连接Z方向两端的第二 支撑板(11a、llb);与第二拖板固定连接且位于第二拖板上第二支撑板中间位置的Z方向 弹簧隔板(15);在第三拖板Z方向两端部的Z方向弹簧挡板(13a、13b);贯穿第二支撑板和 Z方向弹簧隔板的Z方向导轨(12) ，Z方向导轨两端与第二支撑板固定连接；套在Z方向导 轨上且位于Z方向弹簧挡板与Z方向弹簧隔板之间的Z方向弹簧(14a、14b)。
变压器浮动机构工作过程如下 当感应器浮动定位块遇到齿在Y方向的变形时，首先带动第一拖板沿Y方向位移， 第一拖板与第二拖板之间在Y方向上是柔性连接，第一拖板会随着浮动定位块在Y方向上 移动，也即感应器随着浮动定位块在Y方向移动。第二定位块和第三定位块不动。
当感应器浮动定位块遇到齿在Z方向的变形时，首先带动第一拖板沿Z方向位移， 第一拖板与第二拖板在Z方向上是刚性连接，会带动第二拖板沿Z方向移动，第二拖板与第 三拖板在Z方向上是柔性连接，因此，第三拖板会原地不动。
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因此，当浮动定位块遇到Y方向和Z方向的变形时，在第三拖板不动的情况下，它 会自行带着感应器作相应的位移调整。从而确保了感应器与工件之间的间隙量控制。
感应器拖动机构顶部装有伺服电机，经同步带轮传动丝杠付拖动滑板及变压器做 上下运动，此运动是用来调整感应器与工件的相对位置，最大调整距离为600mm。感应器拖 动机构水平床身右端装有伺服电机，经丝杠付拖动立柱沿水平导轨运动(即感应器淬火速 度)，确保淬火速度变化率< 5% ，感应器最大运动距离为600mm。 浮动机构的Y方向浮动、Z方向浮动导轨均采用圆柱直线导轨，摩擦阻力小，跟踪 灵敏；在Y方向和Z方向浮动距离分别为士5mm，感应器Y方向手动调整距离为士20mm。为 确保感应器运动平稳，感应器定位与拖动机构之间不是刚性连接，在Y方向和Z方向上是柔 性连接，感应器定位块对工件的压力< 2kg，此浮动机构是补偿机床及工件综合积累误差， 确保与感应器定位块位置相固定的感应器与工件之间的间隙变化量< 0. lmm。
顶紧调节机构 此机构是防止工件在淬火过程中轴向窜动。为减小工件旋转与压点的摩擦力，压 点采用滚动轴承，压力大小由手轮控制。具体操作程序如下 工件放在拖辊上确认无误后，人工操作手轮将工件压紧。确认工件端面与主付拖 辊轴臂接触后，将手轮回转90。，确保压点与工件端面间隙S =0.2-0.5mm。这样既控制 工件在淬火过程中轴向窜动，又不影响工件旋转运动。
机床主要技术参数 感应器上下移动速度范围5-50mm/s，感应器上下移动距离600mm，感应器前 后移动速度范围l-20mm/s，感应器前后移动距离600mm，感应器左右浮动距离士5mm， 感应器上下浮动距离士5mm，感应器左右手动调整距离士20mm，工件分齿线速度范围 5-50mm/s工件分齿精度①1000周边处< 0. 5mm，靠模对工件的压力< 2kg，零件最大重 量2000kg，零件内齿直径范围400-1200mm，零件模数范围7-16。
机床操作及自动程序过程 测量工件被支承外圆直径尺寸，将数值输入程序。将工件放在拖辊上，压紧保证压 点与工件端面间隙S =0. 2-0. 5mm。手动分齿1_2齿。人工调整感应器与工件的相对位 置，在调整时不得碰撞工件。手动将感应器置回原点，进油开始。在冷却水正常工作状态下， 启动自动程序按钮。
自动程序过程 感应器快进到位转慢进到位，感应器快降到位转慢降到位，加热开始计时(模数 < 10时需启动背冷)；计时到，感应器工进到位，工进停，加热停，计时开始，计时到(如有 背冷，背冷停)，感应器快升到位，感应器快退到位，分齿到位，第二齿开始淬火至全齿完，感 应器回至原点。人工放油，卸下零件。
实施例2 : 其它条件和参数与实施例1相同，不同之处在于 所述变压器浮动机构包括在所述第一拖板和第二拖板之间分布着在第一拖板 Z方向两端部的Z方向弹簧挡板；与第二拖板固定连接Z方向两端的第一支撑板；与第二拖 板固定连接且位于第二拖板上第一支撑板中间位置的Z方向弹簧隔板；贯穿第一支撑板和 Z方向弹簧隔板的Z方向导轨，Z方向导轨两端与第一支撑板固定连接；套在Z方向导轨上且位于Z方向弹簧挡板与Z方向弹簧隔板之间的Z方向弹簧； 在所述第二拖板和第三拖板之间分布着与第二拖板固定连接Y方向两端的第二 支撑板；与第二拖板固定连接且位于第二拖板上第二支撑板中间位置的Y方向弹簧隔板； 在第三拖板Y方向两端部的Y方向弹簧挡板；贯穿第二支撑板和Y方向弹簧隔板的Y方向 导轨，Y方向导轨两端与第二支撑板固定连接；套在Y方向导轨上且位于Y方向弹簧挡板与 Y方向弹簧隔板之间的Y方向弹簧。
变压器浮动机构工作过程如下 当感应器浮动定位块遇到齿在Y方向的变形时，首先带动第一拖板沿Y方向位移， 第一拖板与第二拖板在Y方向上是刚性连接，会带动第二拖板沿Y方向移动，第二拖板与第 三拖板在Y方向上是柔性连接，因此，第三拖板会原地不动。 当感应器浮动定位块遇到齿在Z方向的变形时，首先带动第一拖板沿Z方向位移， 第一拖板与第二拖板之间在Z方向上是柔性连接，第一拖板会随着浮动定位块在Z方向上 移动，也即感应器随着浮动定位块在Z方向移动。第二定位块和第三定位块不动。
因此，当浮动定位块遇到Y方向和Z方向的变形时，在第三拖板不动的情况下，它 会自行带着感应器作相应的位移调整。从而确保了感应器与工件之间的间隙量控制。
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权利要求
卧式埋油数控淬火机床，包括床身、位于床身上面的油槽；定义圆柱形工件轴线方向为X方向，与X方向垂直且位于水平面的方向为Y方向，垂直于X方向且垂直于Y方向的方向定义为Z方向；其特征在于，还包括位于油槽内的柱形工件拖辊机构；可以沿X方向和垂Y方向移动的感应器拖动机构；位于拖动机构上的感应变压器，所述感应变压器与油槽相隔离；通过悬臂与感应变压器相连的感应器以及感应器浮动定位块。
2. 根据权利要求1所述卧式埋油数控淬火机床，其特征在于，所述感应器拖动机构包 括与床身固定连接的X方向水平丝杠；位于X方向水平丝杠上且可以沿X方向水平丝杠水 平运动的垂直立柱；位于垂直立柱上的Z方向丝杠，所述感应变压器位于Z方向丝杠上。
3. 根据权利要求2所述卧式埋油数控淬火机床，其特征在于，在Z方向丝杠与感应变压 器之间还包括一个感应变压器浮动机构；所述变压器浮动机构包括在Y方向上依次分布着与Z方向丝杠固定连接的第一拖板4，与感应变压器固定连接 的第三拖板16，位于第一拖板与第三拖板夹层中间的第二拖板10 ;在所述第一拖板和第二拖板之间分布着在第一拖板Y方向两端部的Y方向弹簧挡板 7a、7b ;与第二拖板固定连接Y方向两端的第一支撑板5a、5b ;与第二拖板固定连接且位于 第二拖板上第一支撑板中间位置的Y方向弹簧隔板9 ;贯穿第一支撑板和Y方向弹簧隔板 的Y方向导轨6， Y方向导轨两端与第一支撑板固定连接；套在Y方向导轨上且位于Y方向 弹簧挡板与Y方向弹簧隔板之间的Y方向弹簧8a、8b ;在所述第二拖板和第三拖板之间分布着与第二拖板固定连接Z方向两端的第二支撑 板11a、llb ;与第二拖板固定连接且位于第二拖板上第二支撑板中间位置的Z方向弹簧隔 板15 ;在第三拖板Z方向两端部的Z方向弹簧挡板13a、13b ;贯穿第二支撑板和Z方向弹簧 隔板的Z方向导轨12，Z方向导轨两端与第二支撑板固定连接；套在Z方向导轨上且位于Z 方向弹簧挡板与Z方向弹簧隔板之间的Z方向弹簧14a、14b。
4. 根据权利要求2所述卧式埋油数控淬火机床，其特征在于，在Z方向丝杠与感应变压 器之间还包括一个感应变压器浮动机构；所述变压器浮动机构包括在Y方向上依次分布着与Z方向丝杠固定连接的第一拖板，与感应变压器固定连接的 第三拖板，位于第一拖板与第三拖板夹层中间的第二拖板；在所述第一拖板和第二拖板之间分布着在第一拖板Z方向两端部的Z方向弹簧挡板； 与第二拖板固定连接Z方向两端的第一支撑板；与第二拖板固定连接且位于第二拖板上第 一支撑板中间位置的Z方向弹簧隔板；贯穿第一支撑板和Z方向弹簧隔板的Z方向导轨，Z 方向导轨两端与第一支撑板固定连接；套在Z方向导轨上且位于Z方向弹簧挡板与Z方向 弹簧隔板之间的Z方向弹簧。在所述第二拖板和第三拖板之间分布着与第二拖板固定连接Y方向两端的第二支撑 板；与第二拖板固定连接且位于第二拖板上第二支撑板中间位置的Y方向弹簧隔板；在第 三拖板Y方向两端部的Y方向弹簧挡板；贯穿第二支撑板和Y方向弹簧隔板的Y方向导轨， Y方向导轨两端与第二支撑板固定连接；套在Y方向导轨上且位于Y方向弹簧挡板与Y方 向弹簧隔板之间的Y方向弹簧。
5. 根据权利要求1至4任何一项所述卧式埋油数控淬火机床，其特征在于，所述柱形工件拖辊机构包括位于油槽内的Y方向丝杠，所述Y方向丝杠对称地分布着两段旋转方向相反的，但是螺 距相同的丝杠螺纹；分别位于2段Y方向丝杠上的2个辊轮支架； 分别位于2个滚轮支架上的主动辊轮和从动辊轮； 位于油槽外，且与主动辊轮通过链条相连的伺服电机； 位于油槽外，且与从动辊轮通过链条相连的旋转编码器； 位于油槽外，且与Y方向丝杠功过链条相连的手轮。
6. 根据权利要求5所述卧式埋油数控淬火机床，其特征在于，所述主动辊轮或从动辊 轮的一端存在一个周向凸缘，另一端存在一个工件轴向顶紧机构，顶紧机构和轴向凸缘将 圆柱形工件在X方向固定。
7. 根据权利要求6所述卧式埋油数控淬火机床，其特征在于，所述轴向顶紧机构包括 丝杠，位于丝杠一端的手轮，位于丝杠另一端的滚动轴承，手轮与滚动轴承间存在螺纹丝 杠。
全文摘要
本发明涉及一种卧式埋油数控淬火机床，包括床身、位于床身上面的油槽；还包括位于油槽内的柱形工件拖辊机构；可以沿X方向和垂Y方向移动的感应器拖动机构；位于拖动机构上的感应变压器，所述感应变压器与油槽相隔离；通过悬臂与感应变压器相连的感应器以及感应器浮动定位块。本发明相对于现有技术，具有如下优点可以对内齿进行埋油淬火；埋油深度基本一致，缩短了感应器汇流排长度，提高电源效率；便于观察冷却水是否泄露；确保了感应器与工件之间的间隙变化量小于0.1毫米；劳动强度较小。
文档编号C21D1/63GK101705343SQ20091022803
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者刘家彬, 常玉昆, 杨建 申请人:天津天丰中高频感应淬火设备有限公司