铸造生产铝合金轮毂脱模后的淬火装置的制作方法

本实用新型涉及铝合金轮毂的铸造技术领域，具体而言涉及一种铸造生产铝合金轮毂脱模后的快速淬火装置，适于在诸如低压铸造机在等铸造设备中的铝合金轮毂从模具中脱模后的快速淬火。

背景技术：

轮毂毛胚从铸造设备的模具中脱模后的淬火处理是铝合金轮毂制造的一个重要工序。淬火处理的时机和结果直接影响轮毂的后续加工的效率和轮毂的质量。原有的淬火处理工序是依靠人工来完成的，铝合金轮毂脱模后，落在一个托盘上，铸造工人人力拉动托盘(托盘可旋转移动)使其离开铸造设备一定的距离，然后使用大的夹钳夹住轮毂的边缘，用人力迅速搬离托盘，再房子到附近的一个水槽内进行冷却处理。这一方式下，不仅工人劳动强度大，生产效率低，而且由于工人是近距离接触高温的轮毂(可达到500摄氏度以上)，存在严重的安全隐患。

为此，现有技术中出现了一种利用机械爪来抓取轮毂的解决方案，例如第201110135576.5号中国专利申请提出的铝铸轮毂自动夹取泡水机构，具有承接托盘摆动机构、夹爪机构、上下直线运动机构、行驶机构和泡水桶，承接托盘摆动机构设在轮毂中心的下方，夹爪机构设在上下直线运动机构的下方，承接托盘摆动机构的托盘、摆动油缸摆动到轮毂中心的下方，承接住轮毂，由夹爪机构移送到泡水桶，实现自动泡水。利用自动机械爪搬运来替代工人直接用人力搬运轮毂，减少操作工人的劳动强度，增加安全性。尽管以自动拾取代替了人工拾取，但效率仍然有待进一步提高。

又如第201420140054.3号中国专利公开一种快速淬火装置，该装置安装于铸造机的立柱上，并可在立柱上进行上下滑动，由上水平杆、垂直杆、下水平 杆及托盘组成一个Z型托架，并可通过控制Z型托架上下运动的升降机构和控制Z型托架旋转运动来实现轮毂毛坯材料的快速淬火。

尽管这些现有技术采用了机械手或者托架的方式来解决人工搬运的效率和安全性问题，但在铝合金轮毂的实际生产和需求的不断变化下，这些解决方式都是采用一个装置对应一个铸造机的设计方案，在生产效率和安全性仍存在限制。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种铸造生产铝合金轮毂脱模后的快速淬火装置，充分考虑铝合金轮毂生产过程中的实际过程，利用一个淬火装置总成来配合两台铸造机的生产铝合金轮毂脱模后的淬火处理，提升效率以及生产过程的稳定性和安全性。

本实用新型的另一目的在于提供一种利用铸造生产铝合金轮毂过程的快速淬火方法。

本实用新型的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本实用新型提出一种快速淬火装置，设置在两个铝合金轮毂铸造机之间用于对铸造生产的轮毂铸件进行淬火，该快速淬火装置包括：

横置于第一铸造机和第二铸造机之间并相对设置的第一横梁和第二横梁，每个横梁上均设置有轨道，第一横梁和/或第二横梁上设置有齿条；

淬火装置支架，包括多个立柱以及固定在立柱上的顶板；

托盘架，位于淬火装置支架底部的位置并可沿其所在平面内朝向第一铸造机或者第二铸造机运动，该托盘架的底部设置有齿条，该托盘架不与所述淬火装置支架接合；

托盘架运动导轨，与所述淬火装置支架的立柱固定连接，用以提供所述托盘架在朝向第一铸造机或朝向第二铸造机运动的支撑和/或导向；

两个相对设置的第一托盘和第二托盘，分别设置在托盘架的两端，用于分 别从第一铸造机和第二铸造机接住脱模的轮毂铸件；

设置在淬火装置支架上的第一电机以及第一传动齿轮，第一传动齿轮与所述第一横梁和/或第二横梁上的齿条啮合，并可在第一电机驱动该第一传动齿轮转动时使得整个淬火装置支架与托盘架整体朝向第一铸造机或朝向第二铸造机的方向运动；

设置在所述顶板上的第二电机以及齿轮传动机构，该齿轮传动机构被设置成与所述第二电机的输出端连接以传递旋转运动；

设置在所述顶板以及托盘架运动导轨之间的过桥齿轮杆，配置有第一齿轮、第二齿轮，第一齿轮被设置成啮合至所述齿轮传动机构的输出端，第二齿轮被设置成啮合至所述托盘架的底部的齿条，并可由第二电机驱动过桥齿轮杆使得该托盘架在朝向第一铸造机或朝向第二铸造机的方向运动；

托盘架垂直运动控制主缸，该主缸具有一固定在所述顶板上的活塞缸以及一穿过所述顶板的活塞杆，该主缸的活塞缸可受主缸内的压力变化而在垂直方向上运动使得整个淬火装置支架以及托盘架随其同步运动；

介质箱体，安装在两个铸造机之间，被设置用于盛放淬火介质以对轮毂铸件进行淬火处理；

其中：

所述淬火装置支架的四个立柱两两相对排列，并且设置有一方形框构造的固定机构，该固定机构上设置有轴承杆以及安装在轴承杆两端的运动轮，所述运动轮被设置成与所述第一横梁和第二横梁上的轨道配合，该固定机构架设在四个立柱上并且在所述第一电机和第二电机的运行过程中该固定机构相对立柱不产生水平方向和竖直方向的运动；

所述的活塞杆固定在所述固定机构上。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的 一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是根据本实用新型某些实施例的快速淬火装置的整体结构示意图。

图2是根据本实用新型某些实施例的快速淬火装置的主体结构示意图(不含横梁)。

图3是根据本实用新型某些实施例的快速淬火装置的主体结构在另一方向的结构示意图(不含横梁、托盘架导轨)。

图4是根据本实用新型某些实施例的快速淬火装置的分解结构的示意图。

图5是根据本实用新型某些实施例的快速淬火装置的分解结构在另一方向的示意图。

图6是根据本实用新型某些实施例的快速淬火装置在运动到第一铸造机处以接收轮毂铸件的状态示意图。

图7是根据本实用新型某些实施例的快速淬火装置在接收到第一铸造机脱模的轮毂铸件后回到初始位置落下淬火的状态示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明 的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1、图2、图3、图4以及图5所示的实施方式，提出一种用于铝合金轮毂生产过程中对铸造机脱模的轮毂铸件进行快速淬火的装置，其设置在两个铸造机之间，用于受控地通过来回往复运动和上下垂直运动的配合，实现对两个铸造机的轮毂铸件后的双工位淬火处理，实现快速冷却，提高轮毂生产的效率和生产过程的安全性，节约能源。

根据本实用新型的实施例，该快速淬火装置100包括以下各个组成部分，下面将结合附图1-附图5所示，根据更加具体地描述其实现。

横置于第一铸造机200a和第二铸造机200b之间并相对设置的第一横梁101a和第二横梁101b，每个横梁上均设置有轨道，第一横梁101a和/或第二横梁101b上设置有齿条101a-1(如图4、图5所示)。

淬火装置支架102，包括多个立柱102a以及固定在立柱上的顶板102b。

托盘架103，位于淬火装置支架102底部位置并可沿该托盘架103所在平面内朝向第一铸造机200a或者第二铸造机200b的方向运动。

如图2、3所示，托盘架103的底部设置有齿条105，该托盘架103不与淬火装置支架102接合，托盘架103以及淬火装置支架102在运动过程均不接触。

托盘架运动导轨104，与淬火装置支架102的立柱102a固定连接，用以提供托盘架103在朝向第一铸造机200a或朝向第二铸造机200b方向运动的支撑和/或导向。

两个相对设置的第一托盘106a和第二托盘106b，分别设置在托盘架103的两端，用于分别从第一铸造机200a和第二铸造机200b接住脱模的轮毂铸件(参考图1、图6、图7所示)。

设置在淬火装置支架102上的第一电机107以及第一传动齿轮(未标示出)，第一传动齿轮与第一横梁101a和/或第二横梁101b上的齿条101a-1啮合，并可在第一电机107驱动该第一传动齿轮转动时使得整个淬火装置支架102与托盘架103整体朝向第一铸造机200a或朝向第二铸造机200b的方向运动，也就是说通过第一电机107的驱动使得整个快速淬火装置100朝向第一铸造机200a或朝向第二铸造机200b的方向运动。

设置在顶板102b上的第二电机108以及齿轮传动机构109，该齿轮传动机构109被设置成与第二电机108的输出端连接以传递旋转运动。

设置在顶板102b以及托盘架运动导轨104之间的过桥齿轮杆110，该过桥齿轮杆110配置有第一齿轮110a、第二齿轮110b，第一齿轮110a被设置成啮合至所述齿轮传动机构109的输出端，第二齿轮110b被设置成啮合至所述托盘架103的底部的齿条105，并可由第二电机108驱动过桥齿轮杆110使得该托盘架在朝向第一铸造机200a或朝向第二铸造机200b的方向运动。

托盘架垂直运动控制主缸112，该主缸112具有一固定在顶板102b上的活塞缸以及一穿过所述顶板的活塞杆113(如图4、5所示)，该主缸112的活塞缸可受主缸内的压力变化而在垂直方向上运动使得整个淬火装置支架102以及托盘架103随其同步运动。结合图1、图7所示，通过对主缸112的控制，使得主缸的活塞缸上下运动，与其固定的顶板102b同步运动，从而带动了整个淬火装置支架102以及托盘架103上下运动(落入和脱离下述的用于盛放介质的介质箱体150，如图1、6、7)，通过托盘106a和106b的同步上下运动来实现淬火处理。

介质箱体150，安装在两个铸造机(200a、200b)之间，如图1所示，被设置用于盛放淬火介质以对轮毂铸件进行淬火处理。

结合图4、图5所示，淬火装置支架102的四个立柱102a两两相对排列，并且设置有一方形框构造的固定机构114，该固定机构114上设置有轴承杆115以及安装在轴承杆两端的运动轮116，这些运动轮116被设置成与前述第一横梁 101a和第二横梁101b上的轨道配合以实现对整个快速淬火装置110的支撑和/或运动导向，该固定机构114架设在四个立柱102a上并且在所述第一电机107和第二电机108的运行过程该固定机构114相对立柱102a不产生水平方向和竖直方向的运动。

结合图4、图5，前述的活塞杆113固定在所述固定机构114上。也就是说，在主缸112的运行过程中，活塞杆113与固定机构112作为整体，支撑在两个横梁(101a、101b)之间，不发生竖直方向的运动。而在第一电机107运行过程中，活塞杆113与固定机构112整体朝向第一铸造机200a或者第二铸造机200b的方向运动。

如此，将整个快速淬火装置100在安装到两个铸造机(200a、200b)之间以后，结合两个铸造机的脱模程序和时间的差异设计，即可通过对快速淬火装置100的控制，即第一电机107、第二电机108以及主缸112的控制，使整个淬火装置支架102、托盘架103产生水平位移以及托盘架103产生竖直方向位移来实现双工位的轮毂快速淬火处理，两个铸造机脱模的轮毂铸件通过同一套基于自动化控制的淬火系统实现快速淬火，甚至可以部分替代后续的热处理或缩短后续热处理。

本实用新型前述的实施方案中，与现有技术的机械手抓取方案相比，其依赖机械手的复杂结构设计以及机械手运动控制策略，都比较复杂，而且机械手的力度过大还很容易造成轮毂损伤，影响成品质量，而本实用新型的托盘接收以及运动控制方案，不管是结构设计还是运动控制策略都相对比较容易实现，而且还可以很好地减少对轮毂铸件的损伤。

本实用新型所设计的淬火装置的结构设计，通过两套电机以及一套油缸的配合控制，尤其是油缸的精确、可定位控制，来实现整个装置以及托盘在水平和竖直方向的精确位置控制，具有显著的实质性特点。

采用本实用新型的淬火装置，可以在两个铸造机之间实现双工位的淬火处理，可显著提高轮毂铸造生产和后续处理的效率，而且采用这样的一套淬火处 理装置，可以大幅减少人工在生产和搬运脱模的轮毂铸件的参与程度，提高工作现场的安全性。同时，本方案在解决问题的过程中，仅仅需要对电机和油缸进行精确控制，易于实现控制，以及在节能性上都有较大的提升。

在一些可选的例子中，所述的固定机构114具有四个配合部117分别用于与四个立柱102a滑动配合。

作为优选的方式，四个立柱102a上沿竖直方向还设有滑轨118，所述配合部117具有与所述滑轨118配合的具有开口的滑块。

如此，在主缸117例如油缸的活塞缸上下移动时，带动顶板102b以及立柱102a上下移动，而立柱102a上设置的滑轨118与配合部的滑块配合，实现运动导向，以约束运动方向。

结合图4所示，淬火装置支架102和/或托盘架运动导轨104上设有带孔的第一约束部，被设置用于供所述过桥齿轮杆110穿过以限制其在水平方向的运动。

在本例中，前述的淬火装置支架102上设置了第一约束部120，托盘架运动导轨104上同样设置了第一约束部121，如此以约束过桥齿轮杆110的运动，防止其在水平方向的晃动。

当然，在另一些例子中，这些淬火装置支架102、托盘架运动导轨104中的至少一者上设置前述的第一约束部即可，并非都要设置。

结合图4，所述过桥齿轮杆110的底部还设置或者安装有一第二约束部(未标示出)，被设置用于支撑该过桥齿轮杆110以及限制其在竖直方向的运动。

结合图4，所述快速淬火装置包括两个相对设置的过桥齿轮杆110，位于顶板102b上的齿轮传动机构109包括至少两个齿轮被设置分别用于与过桥齿轮杆的第一齿轮110a啮合，该齿轮传动机构的至少两个齿轮通过一皮带或者链条实现与第二电机108输出之间的同步旋转。如此，将第二电机108输出的旋转运动传递到两个过桥齿轮杆110，从而驱动托盘架103整体移动(使得托盘106a、106b也同时移动)。

结合图1，所述快速淬火装置还包括高度调整部，被设置用于调节整个快速淬火装置110相对于第一铸造机200a和第二铸造机200b的高度。

在可选的例子中，高度调整部包括设置在第一铸造机200a上的第一调节电机131、设置在第二铸造机200b上的第二调节电机132以及与第一调节电机131和第二调节电机132各自连接并受其驱动的连杆133(图1中仅仅标号表示了1个连杆133)，连杆133的一端被设置成直接或间接连接至所述第一横梁101a和第二横梁101b，并且在连杆133受第一调节电机131、第二调节电机132驱动时使得第一横梁101a和第二横梁101b相对于第一铸造机200a和第二铸造机200b的高度位置发生变化。

如此，通过对第一调节电机131、第二调节电机132的同步调节，例如向上和向下运动，从而整体改变淬火装置100的高度，以适应不同的铸造机和/或不同的轮毂铸造需求。

前述的第一调节电机131、第二调节电机132为同一类型、型号的电机，优选地，均采用步进电机，以实现精确的同步调节控制。

更加优选的例子中，前述第一电机107和/或第二电机108为步进电机。

根据本实用新型的公开，结合前述图1、图4-5以及图6-7所示，一种利用前述快速淬火装置100对两个铝合金轮毂铸造机所生产的轮毂铸件进行快速淬火的过程如下：

根据第一铸造机200a的等待脱模状态信号，并据此控制使得第一电机107和第二电机108运行，使得淬火装置支架102和托盘架103朝向该第一铸造机200a移动；

当淬火装置支架102和托盘架103移动到位时，第一托盘106a接住由第一铸造机200a脱模的轮毂铸件；

响应于接收到该轮毂铸件，控制第一电机107和第二电机108运行使得淬火装置支架102和托盘架103朝向该第一铸造机相反的方向移动，即携带者接住的轮毂铸件一起移动；

响应于淬火装置支架102和托盘架103回到其原始位置(此时轮毂铸件也到达了预定的位置)，使主缸112工作而在垂直方向朝向介质箱体150移动，以使托盘架103上承载的轮毂铸件落入箱体内，利用箱体150内的介质冷却轮毂铸件；

使主缸112工作而在垂直方向远离介质箱体150移动，轮毂铸件淬火完毕并等待搬运；

在运走轮毂铸件以后，根据第二铸造机200b的等待脱模状态信号，并据此控制使得第一电机107和第二电机108运行，使得淬火装置支架102和托盘架103朝向该第二铸造200b机移动；

当淬火装置支架102和托盘架103移动到位时，第二托盘106b接住由第二铸造机200b脱模的轮毂铸件；

响应于接收到该轮毂铸件，控制第一电机107和第二电机108运行使得淬火装置支架102和托盘架103朝向该第二铸造机200b相反的方向移动(此时携带轮毂铸件一起移动)；

响应于淬火装置支架102和托盘架103回到其原始位置，使主缸112工作而在垂直方向朝向介质箱体150移动，以使托盘架103上承载的轮毂铸件落入箱体内，利用箱体150内的介质冷却轮毂铸件；

使主缸112工作而在垂直方向远离介质箱体150移动，轮毂铸件淬火完毕并等待搬运；

至此，完成第一铸造机200a和第二铸造机200b生产轮毂铸件后的快速淬火的一个工作循环。

这样，当左右两个工位都完成后，整个淬火装置100循环工作，在此不在重复描述。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求 书所界定者为准。