本发明涉及金属热处理领域，具体涉及一种真空淬火装置。
背景技术：
淬火为一种热处理工艺，它是指首先将金属工件加热到某一适当温度，然后保持一段时间，再立即将工件浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理过程。淬火的目的是使金属中的奥氏体向马氏体或贝氏体转变，然后再配合不同温度的回火，以大幅提高金属的刚度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。淬火工艺通常需要在特定装置中进行，其中，真空淬火炉便是一种常见的淬火装置，由于真空淬火炉的处理温度高，因此，真空淬火炉的应用越来越广泛。
真空淬火炉需要炉体内成真空状态，以在对工件进行加热和淬火时使工件与空气隔绝；但现有的真空淬火炉的炉门对加热箱的密封仅采用了密封条提高密闭性；若要使密封条达到较好的密封效果，则需要对密封条施加较大的压力，以使密封条达到足够的变形量；为了增大炉门对密封条的压力，通常将炉门铰接在加热箱上，并在铰接轴上设置扭簧，从而使得炉门对密封条产生压力。但为了便于开启炉门，扭簧的劲度系数也不宜过大，因此在对工件进行加热时，仍有部分空气会进入加热箱中。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种真空淬火装置，以提高炉门对加热箱的密封效果。
为达到上述目的，本发明的基础方案如下：
真空淬火装置包括基座、与基座转动连接的炉体、安装在基座上的驱动电机和真空机以及设于炉体上的喷头；所述炉体包括加热箱和炉门，加热箱的底部设有转轴，加热箱通过转轴与基座转动连接，炉门扣合在加热箱的顶部以封闭加热箱，喷头与基座固定且喷头从炉门的中部伸入加热箱内并与炉门转动连接；驱动电机通过转轴驱动加热箱转动，且驱动电机还驱动真空机运行，转轴的中心设有连通加热箱的连通孔，真空机通过旋转接头与连通孔连通；所述加热箱底部的侧壁内设有空腔，加热箱与炉门贴合的表面设有安装槽，安装槽内设有由弹性材料制成的密封条，密封条内设有膨胀腔，所述空腔与膨胀腔连通；所述空腔内设有可沿空腔滑动的活塞；加热箱内设有夹紧机构，夹紧机构包括两个沿加热箱中心呈中心对称的夹紧单元，夹紧单元包括与活塞连接的第一齿条、与第一齿条相对设置并与加热箱滑动连接的第二齿条、与加热箱转动连接并与第一齿条和第二齿条均啮合的中间齿轮以及固定在第二齿条上的夹爪；夹爪的外周设有电磁加热线圈。
本方案真空淬火装置的原理在于：
工件置于两夹爪之间并被电磁加热线圈环绕，驱动电机启动后将使真空机处于运行状态，同时驱动电机也会带动炉体转动。真空机运行，且炉门使加热箱处于闭合状态，则真空机可对加热箱进行抽真空，从而使工件处于真空状态。炉体转动时，活塞受离心力作用将沿加热箱的径向向外滑动，从而活塞将对空腔内的空气产生挤压，使得空腔内的压强增大；由于密封条的内部设有膨胀腔，且空腔和膨胀腔连通，因此空腔内压强增大时，膨胀腔的压强也将增大，从而导致密封条膨胀，有利于密封炉门与加热箱之间的间隙。
活塞受离心力沿加热箱的径向向外滑动的同时，将带动第一齿条沿加热箱的径向向外滑动，因此第一齿条将带动中间齿轮转动，而中间齿轮又带动第二齿条向加热箱的中心滑动；从而使得两夹紧单元的夹爪相对运动，并将工件夹紧。当加热箱内达到所需真空度后，将电磁加热线圈接通电源，则电磁线圈可直接对工件进行加热。喷头可通过管道与水箱或油箱连通，并通过在管道上设置截止阀，可控制喷头与水箱或油箱的连通状态；当工件被加热到所需温度后，打开截止阀，喷头可向工件喷出水或油，从而对工件进行水淬或油淬。
本方案产生的有益效果是：
(一)通过在加热箱的侧壁上设置空腔，并在空腔内设置活塞，则在加热箱转动时，活塞受离心力可使空腔内的压强增大，从而密封条膨胀，提高了炉门对加热箱的密闭效果；因此在对工件进行加热的过程中，可以避免外部空气通过炉门与加热箱之间的间隙进入加热箱，从而进一步降低了在对工件进行加热的过程中工件与空气接触到的可能性。
(二)活塞受离心力的作用向外滑动的同时，还会使两夹持单元的夹爪相互靠近，从而两夹爪可将工件夹紧；避免加热箱转动时，工件在加热箱内受离心力的作用与螺旋加热线圈撞击；而当加热箱停止转动后，两夹爪又可自动松开工件。
(三)本方案采用电磁加热线圈对工件进行加热，使得主要的热量集中在工件周围，因此在炉门和加热箱接触的边缘温度相对较低，因此密封条所能使用的材料较多，有利于降低密封条成本。
优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述炉门的上方设有提升机构，提升机构包括卷扬机及与卷扬机的绳索连接的吸盘。将吸盘吸附在炉门上，并通过卷扬机向上提升吸盘，则可将炉门上移以开启加热箱，从而便于向加热箱内放入和取出工件。
优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述转轴的外周焊接有驱动齿轮，驱动电机的输出轴上键连接有与驱动齿轮啮合的主动齿轮。驱动电机通过相互啮合的驱动齿轮和主动齿轮驱动加热箱转动，与带传动等相比，可使加热箱迅速加速到一个较快的转速，从而迅速增大活塞受到的离心力，以提高加热箱的密闭性。
优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述驱动电机为双轴电机，双轴电机的其中一驱动轴用于驱动加热箱转动，双轴电机的另一驱动轴用于驱动真空机运行。采用双轴电机，有利于驱动电机同时驱动真空机运行和加热箱转动。
优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述炉门上设有与安装槽相对的环形凹槽，环形凹槽的断面为弧形。密封条膨胀后将嵌入炉门上的环形凹槽内，从而密封条和环形凹槽接触的表面将形成一个弯折的曲面，有利于提高密封性能。
优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述加热箱上部设有耳板，炉门的边缘铰接有与耳板相对的锁钩，锁钩可与耳板配合。向下转动锁钩，锁钩将勾住耳板以对炉门进行限位；当密封条膨胀时，密封条将向上推动炉门，由于锁钩和耳板对炉门具有限位作用，因此可将加热箱封闭。
附图说明
图1为本发明真空淬火装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：基座10、驱动电机20、主动齿轮21、驱动齿轮22、空压机30、旋转接头31、转轴40、通道41、吸气管42、加热箱50、第一空腔51、第一活塞52、弹簧53、安装槽54、密封条55、耳板56、电磁加热线圈57、第一齿条58、第二齿条59、中间齿轮510、安装座511、夹爪512、炉盖60、第一腔体61、第二腔体62、第二活塞63、喷头70、锁钩80。
实施例基本如图1所示：
本实施例的真空淬火装置包括基座10、与基座10转动连接的炉体、安装在基座10上的驱动电机20和真空机以及设于炉体上的喷头70。炉体包括加热箱50和炉门，加热箱50的顶部开口，而炉门从加热箱50的顶部扣合开口，以将加热箱50封闭。加热箱50呈圆柱状，加热箱50上端的侧壁上设有四个沿加热箱50的周向均匀分布的耳板56，炉门的边缘铰接有四个与耳板56相对的锁钩80，锁钩80向下转动可勾住耳板56，从而连接加热箱50和耳板56。加热箱50的底部设有转轴40，加热箱50通过转轴40与基座10转动连接；转轴40上焊接有驱动齿轮22。驱动电机20安装在基座10上，且驱动电机20采用的是双轴电机，驱动电机20的其中一驱动轴上键连接有主动齿轮21，主动齿轮21与驱动齿轮22啮合，从而驱动电机20可驱动加热箱50转动。真空机也安装在基座10上，驱动电机20的另一驱动轴与真空机连接，以驱动真空机运行。转轴40为中空轴，即转轴40内部设有与加热箱50连通的通道41，真空机通过旋转接头31与转轴40连接，已将加热箱50和真空机连通。喷头70通过固定杆与基座10固定，喷头70穿过炉门并伸入加热箱50内，且喷头70与炉门转动连接。
加热箱50底部的侧壁内设有第一空腔51，第一空腔51的长度方向沿加热箱50的径向，且第一空腔51内设有第一活塞52，第一活塞52由铅块制成，以增大活塞质量。加热箱50顶面上开设有安装槽54，安装槽54内设有由橡胶制成的密封条55，密封条55粘接在安装槽54内；密封条55内设有膨胀腔，第一空腔51靠近加热箱50侧壁一端与膨胀腔连通，而第一空腔51另一端被活塞封闭，使得第一空腔51形成一个密闭空间。当加热箱50转动时，第一活塞52受离心力作用将沿第一空腔51向外滑动，从而第一活塞52将挤压第一空腔51内的空气使得第一空腔51内压强增大，则密封条55膨胀。炉门内设有第二空腔，第二空腔的长度方向沿炉门的径向设置；第二空腔为双层结构，第二空腔由从上至下设置的第一腔体61和第二腔体62构成，第一腔体61和第二腔体62靠近炉体中心的一端连通。炉门上设有与安装槽54相对的环形凹槽，环形凹槽的断面为弧形；且第二腔体62靠近炉门边缘的一端与环形凹槽连通。第一腔体61内设有第二活塞63，第二活塞63也由铅块制成。炉门与加热箱50扣合后，加热箱50转动的同时，炉门也将随加热箱50一同转动，从而第二活塞63也将受离心力作用并朝向炉门的边缘滑动；则第二腔体62内的空气将被吸入第一腔体61内，因此第二腔体62内的压强减小。即在炉体转动过程中，密封条55将膨胀以封闭加热箱50和炉门之间的间隙，而同时环形凹槽将对密封条55产生吸力以吸附密封条55，从而提高炉门对加热箱50的密封效果。
加热箱50内设有夹紧机构，夹紧机构包括两个沿加热箱50中心呈中心对称的夹紧单元。加热箱50内设有用于安装夹紧机构的安装座511，夹紧单元包括两相对设置的第一齿条58和第二齿条59，第一齿条58和第二齿条59均与安装座511滑动连接，夹紧单元还包括与安装座511转动连接的中间齿轮510以及与第二齿条59固定的夹爪512，中间齿轮510与第一齿条58和第二齿条59均啮合，从而使得第一齿条58滑动时，第二齿条59将向相反方向滑动。第一齿条58和第一活塞52通过弹簧53连接，即弹簧53的一端与第一活塞52固定，弹簧53的另一端与第一齿条58固定，从而当活塞滑动时，活塞将通过弹簧53向第一齿条58产生拉力以带动第一齿条58滑动。夹爪512的外周设有电磁加热线圈57，两夹爪512将工件夹持在电磁加热线圈57内，并对电磁加热线圈57通电，则可对工件进行加热。
本实施例真空淬火装置的具体工作过程为：
炉门的上方设有提升机构，提升机构包括卷扬机及固定在卷扬机的绳索的端部的吸盘。向上转动锁钩80，时锁钩80与耳板56脱离配合；并将吸盘吸附在炉门上，则通过卷扬机向上提升吸盘，则可开启加热箱50，以便于向加热箱50内放入和取出工件。
将工件放置在电磁加热线圈57内，并使工件位于两夹爪512之间，再通过炉门将加热箱50封闭。然后启动驱动电机20使加热箱50转动，同时真空机运行。第一活塞52和第二活塞63受离心力沿加热箱50的径向向外滑动，从而密封条55内膨胀腔的压强增大，使密封条55膨胀并压紧在炉门上；同时环形凹槽对密封条55产生吸力，则密封条55将被吸附在炉门上，从而可提高炉门对加热箱50的密封效果。第一活塞52滑动的同时，将带动第一齿条58沿加热箱50的径向向外滑动，则第二齿条59向加热箱50的中心滑动，从而使得两夹爪512相对运动，并将工件夹紧。当加热箱50内达到所需真空度后，将电磁加热线圈57接通电源，则电磁线圈可直接对工件进行加热。
喷头70通过管道与油箱连通，且管道上设置有截止阀；当工件被加热到所需温度后，打开截止阀，喷头70可向工件喷油，从而对工件进行油淬。另外，为了避免喷头70喷出的油进入真空机内，加热箱50内设有吸气管42，吸气管42的下端与转轴40内部的通道41连通，吸气管42的上端与加热箱50的上部连通。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。