一种用于电场热处理的板材装卸装置的制作方法

本发明涉及热处理技术领域，具体涉及一种用于电场热处理的板材装卸装置。

背景技术：

热处理是对固态金属材料进行加热、保温和冷却等处理，改变其组织而获得预期性能的一种金属热加工工艺，其历史悠久、应用广泛。电场对物质有特殊的作用，将静电场的作用引入到传统的热处理过程中，可进一步提高金属的一种或多种性能，且能提高热处理的效率。

为了施加静电场的方便，电场热处理主要应用于板材，其基本原理为：被处理板材构成一个电极板，置于另两张连通的等大不锈钢板构成的另一电极的正中间，两个电极连通直流电源，从而实现被处理板材处于静电场的作用之中。除了定制专用的电场热处理炉外，通常在通用的热处理炉中实现电场的施加，此时，上述电极板直接放入炉膛，将相邻电极板由一定厚度的云母板或数个小绝缘垫块隔离。板材装入的一种方式是从下到上依次将不锈钢板、隔离板或块、被处理板材、隔离板或块、和另一不锈钢板水平摞放到炉膛中；另一种方式是将上述组件通过额外的约束结构在炉膛外固定好后再放入炉膛中。在静电场作用下加热和保温工序完成后，第一种方式装入的板材通过使用夹持工具从上下隔离板或块中夹出，同时其他组件散落在炉膛中，对下一张板材进行电场热处理时需首先整理好炉膛内组件，然后重复上述装入步骤；第二种方式装入的板材与约束结构一同从炉膛取出再进入下一工序，对下一张板材进行电场热处理时需在炉膛外解除上一张板的约束结构，再重复上述装入步骤。显而易见，现有的用于电场热处理的板材装卸装置工作流程较复杂、耗时较多，连续作业较为困难，效率低下。

技术实现要素：

本发明为了解决现有用于电场热处理的板材装卸装置工作流程较复杂、耗时较多，连续作业较为困难，效率低下的问题，进而提出一种用于电场热处理的板材装卸装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种用于电场热处理的板材装卸装置包括上钢板、上隔板、下隔板、下钢板、垫板、底座、左支撑架、右支撑架和顶紧机构，底座的左右两端分别垂直固接有一个竖直侧板，底座上端面的左右两端分别垂直设有左支撑架和右支撑架，左支撑架和右支撑架的形状均为“凵”字形，左支撑架和右支撑架的水平端的中部分别与底座的上端面固接，左支撑架和右支撑架的竖直端的上端内侧分别各设有一个凹槽，底座的上端由上至下依次设有上钢板、上隔板、待处理板材、下隔板、下钢板和垫板，上隔板的前后两端设置在凹槽内，下隔板和垫板的前后两端设置在左支撑架和右支撑架的竖直端内，下隔板和垫板的左右两端设置在竖直侧板内，顶紧机构设置在底座上，通过顶紧机构实现上钢板、上隔板、待处理板材、下隔板、下钢板和垫板之间的顶紧和放松。

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

本发明通过简单的人力操作顶紧机构可使上钢板、上隔板、待处理板材、下隔板、下钢板和垫板之间快速的压紧与分离，实现了电场热处理过程中被处理板材的连续快速装卸，操作流程简单，电场热处理中板材装卸效率提高了75％以上。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2中上钢板1、上隔板2、待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6之间压紧时的右视图；

图5是图2中上钢板1、上隔板2、待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6之间放松时的右视图；

图6是本发明中定位机构的整体结构示意图；

图7是本发明中定位机构和导杆10的右视图；

图8是本发明中顶入机构在完成顶进导杆10过程的流程图，其中实心箭头的方向表示力的施加方向。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图8说明本实施方式，本实施方式所述一种用于电场热处理的板材装卸装置包括上钢板1、上隔板2、下隔板4、下钢板5、垫板6、底座7、左支撑架20、右支撑架16和顶紧机构，底座7的左右两端分别垂直固接有一个竖直侧板7-1，底座7上端面的左右两端分别垂直设有左支撑架20和右支撑架16，左支撑架20和右支撑架16的形状均为“凵”字形，左支撑架20和右支撑架16的水平端的中部分别与底座7的上端面固接，左支撑架20和右支撑架16的竖直端的上端内侧分别各设有一个凹槽21，底座7的上端由上至下依次设有上钢板1、上隔板2、待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6，上隔板2的前后两端设置在凹槽21内，下隔板4和垫板6的前后两端设置在左支撑架20和右支撑架16的竖直端内，下隔板4和垫板6的左右两端设置在竖直侧板7-1内，顶紧机构设置在底座7上，通过顶紧机构实现上钢板1、上隔板2、待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6之间的顶紧和放松。

如此设计底座7是整个装置的载体，左支撑架20和右支撑架16用于待处理板材3卸下时支撑上隔板2，同时底座7、左支撑架20和右支撑架16对上钢板1、上隔板2、待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6之间在水平方向上有约束作用进而实现其定位。电场热处理的加热和保温时上钢板1、上隔板2、待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6之间由顶紧机构向上顶紧悬空，在自身重力作用下彼此压紧；保温结束时放松顶紧机构，上钢板1、上隔板2、待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6之间一起向下滑落，过程中上隔板2被左支撑架20和右支撑架16中的凹槽21阻挡而停止，其余板(待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6)继续向下滑落，从而实现了待处理板材3压紧状态的解除，通过工具夹持将其卸下进入热处理的下一流程；反向执行上述动作可装入下一张待处理板材3。

本实施方式中右支撑架16和左支撑架20通过焊接或螺栓紧固在底座7上，底座7的下端面与炉膛底接触，实现整个装置水平安放到炉膛内。

本实施方式中上钢板1和下钢板5均为耐高温耐氧化不锈钢材质制作的上钢板和下钢板，上钢板1和下钢板5由耐高温耐氧化高压导线连通构成一个电极板，由导线连接高压直流电源的一极；待处理板材3构成另一电极板，待处理板材3的右侧端设有凸起3-1，凸起3-1经导线连接高压直流电源的另一极，由此实现电场的建立；上隔板2、下隔板4和垫板6均为云母制作的上隔板、下隔板和垫板，上隔板2和下隔板4用于隔离极板，避免极板间的高压击穿空气导致电路短路；垫板6用于隔离下钢板5和上滑块18。

本实施方式中为便于待处理板材3的装入和取出，右侧的竖直侧板7-1的高度低于顶紧机构放松时待处理板材3所处的高度，以便待处理板材3能够从右侧装入和取出，防止造成干涉；左侧的竖直侧板7-1的高度高于顶紧机构顶紧时上隔板2所处的高度，以便保证上隔板2的有效定位。

具体实施方式二：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述顶紧机构包括导杆10、下滑块17、上滑块18、导柱19和定位机构，导杆10垂直插装在右侧的竖直侧板7-1上，导杆10的左端垂直固接有下滑块17，下滑块17设置在底座7的上端面上，下滑块17的左侧设有由上至下向左倾斜的斜面17-1，下滑块17的左侧设有导柱19，导柱19沿高度方向设置在底座7的上端面上，导柱19的右侧设有上滑块18，上滑块18在导柱19上沿高度方向滑动，上滑块18的右侧为圆弧面18-1，圆弧面18-1与斜面17-1配合，定位机构设置在导杆10的右端，通过定位机构实现导杆10的定位锁紧。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

如此设计，导杆10的水平运动转化为上滑块18的竖直方向的升降。导杆10向左侧推进，通过下滑块17和上滑块18中斜面17-1与圆弧面18-1的配合，使上滑块18沿导柱19向上顶紧，进而实现上钢板1、上隔板2、待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6的压紧，通过定位机构将导杆10的位置进行定位锁紧。电场热处理加热和保温后，待处理板材3卸下时解除导杆10的定位锁紧，上钢板1、上隔板2、待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6之间和上滑块18由于重力沿导柱19向下滑落，上钢板1和上隔板2运动到右支撑架16和左支撑架20上凹槽21的槽底停止，而其它构件继续滑落至上滑块18的下表面接触底座7的上端面。如此，待处理板材3解除了压紧状态，通过工具夹持凸起3-1可将其取出进入热处理的下一流程。然后，将下一张待处理板材3推入到下隔板4，推动导杆10，通过下滑块17将上滑块18顶起，最终使上隔板2脱离凹槽21，电场施加结构各部件恢复压紧状态，开始下一周期的处理。

具体实施方式三：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式所述定位机构包括转轴11、挡片13和挡块15，转轴11垂直插装在右侧的竖直侧板7-1上，转轴11平行设置在导杆10的下端，转轴11中部的外圆周侧壁的上端垂直固接有挡片13，挡片13设置在右侧的竖直侧板7-1的内侧，导杆10右端的外圆周侧壁的下端设有挡片槽10-1，挡片13的左侧端面与挡片槽10-1的左侧槽壁配合，转轴11的左侧设有挡块15，转轴11的左端插装在挡块15内，挡块15固接在底座7的上端面上，转轴11的右端面上设有转动槽11-1。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。

如此设计，通过定位机构实现导杆10的定位锁紧和释放。当导杆10推动到既定位置后，转动转轴11，挡片13转动到转轴11的上方，挡片13的左侧端面与挡片槽10-1的左侧槽壁配合，防止导杆10右移，将导杆10进行定位锁紧；解除锁定时，将转轴11转动90°，挡片13从挡片槽10-1中转出，导杆10向右移动。

本实施方式中通过将拨片插装到转动槽11-1中，实现转轴11的转动。

具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述挡片13通过平键12与转轴11固接。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。

如此设计，通过平键12将挡片13与转轴11进行周向定位。

本实施方式中转轴11的中部设有轴肩，轴肩设置在挡片13与右侧的竖直侧板7-1之间，以便于挡片13的定位和安装。

具体实施方式五：结合图2、图3和图6说明本实施方式，本实施方式所述挡块15通过紧固螺栓14与底座7的上端面固接。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。

如此设计，通过紧固螺栓14将挡块15进行有效固定。

具体实施方式六：结合图1至图5和图8说明本实施方式，本实施方式所述顶紧机构还包括顶入机构，顶入机构设置在导杆10的右端，通过顶入机构实现导杆10的向左推进。其它组成和连接方式与具体实施方式二、三四或五相同。

具体实施方式七：结合图1至图5和图8说明本实施方式，本实施方式所述顶入机构包括顶入座8和顶入螺栓9，顶入座8设置在右侧的竖直侧板7-1的外侧，顶入螺栓9旋装在顶入座8的中部，顶入螺栓9的末端抵在导杆10的右侧端面上，顶入座8与右侧的竖直侧板7-1之间为可拆卸连接。其它组成和连接方式与具体实施方式六相同。

如此设计，通过旋转顶入螺栓9将导杆10进行向左推进，进而实现上滑块18的顶起。推进后将顶入座8与底座7分离，取出到炉膛外，可避免顶入机构不必要的加热及顶入座8上螺纹的热畸变。

具体实施方式八：结合图1至图5和图8说明本实施方式，本实施方式所述顶入座8的形状为“凵”字形，顶入座8与底座7平行设置，顶入座8前后两侧竖直端的后侧分别各设有一个定位块8-1，右侧的竖直侧板7-1的前端面上设有定位槽7-2，右侧的竖直侧板7-1的后侧设有定位孔7-3，顶入座8前侧的竖直端插装在定位槽7-2内，顶入座8前侧的竖直端的后端面与定位槽7-2的槽底配合，顶入座8前侧的竖直端的定位块8-1的右侧壁与右侧的竖直侧板7-1的左侧壁配合，顶入座8后侧的竖直端插装在定位孔7-3内，顶入座8后侧的竖直端的定位块8-1的右侧壁与右侧的竖直侧板7-1的左侧壁配合。其它组成和连接方式与具体实施方式七相同。

如此设计，在顶入机构在完成顶进导杆10过程中，顶入座8前侧的竖直端插装在定位槽7-2内，顶入座8后侧的竖直端插装在定位孔7-3内，然后向后移动顶入座8，使顶入座8前侧的竖直端的后端面与定位槽7-2的槽底配合，顶入座8前侧的竖直端的定位块8-1的右侧壁与右侧的竖直侧板7-1的左侧壁配合，顶入座8后侧的竖直端的定位块8-1的右侧壁与右侧的竖直侧板7-1的左侧壁配合，实现顶入座8的安装和卡紧，此时顶入螺栓9的末端抵在导杆10的右侧端面上，最后拧转顶入螺栓9使其向左运动进而推动导杆10，顶入螺栓9的端面接触到右侧的竖直侧板7-1的外侧壁时，顶入动作结束。此时，拧转转轴11使到挡片13转动到锁紧位置后，顶入螺栓9反向拧转，整个顶入结构分离。

具体实施方式九：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述上隔板2、下隔板4和垫板6的上端面上分别各设有一个沉槽22，沉槽22的右侧敞口设置，上钢板1、待处理板材3和下钢板5由右至左分别插装在沉槽22内。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、三、四、五、七或八相同。

如此设计，上钢板1、下钢板5和待处理板材3可从右方推抵沉槽22的槽壁后定位，便于安装和拆卸。

具体实施方式十：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述上隔板2的前后两端分别与凹槽21的槽壁平齐，下隔板4和垫板6的前后两端分别与左支撑架20和右支撑架16竖直端的内侧壁平齐，下隔板4和垫板6的左右两端分别与竖直侧板7-1的内侧壁平齐，上隔板2的左端与左侧的竖直侧板7-1的内侧壁平齐。其它组成和连接方式与具体实施方式九相同。

如此设计，上隔板2、下隔板4和垫板6在左右方向和前后方向上均实现对齐，确保沉槽22内的三个电极板对齐而实现其间均匀电场的建立。

工作原理

底座7是整个装置的载体，左支撑架20和右支撑架16用于待处理板材3卸下时支撑上隔板2，同时底座7、左支撑架20和右支撑架16对上钢板1、上隔板2、待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6之间在水平方向上有约束作用进而实现其定位。电场热处理的加热和保温时上钢板1、上隔板2、待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6之间由顶紧机构向上顶紧悬空，在自身重力作用下彼此压紧；保温结束时放松顶紧机构，上钢板1、上隔板2、待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6之间一起向下滑落，过程中上隔板2被左支撑架20和右支撑架16中的凹槽21阻挡而停止，其余板(待处理板材3、下隔板4、下钢板5和垫板6)继续向下滑落，从而实现了待处理板材3压紧状态的解除，通过工具夹持将其卸下进入热处理的下一流程；反向执行上述动作可装入下一张待处理板材3。