一种工件淬火设备及其工艺的制作方法

本发明涉及淬火设备领域，具体为一种工件淬火设备及其工艺。

背景技术：

现有技术中，申请号为“201810250814.9”的一种回转支承滚道无软带淬火设备，由工作台、夹紧部件、加热部件、搅拌器、淬火液、油箱、调整机构、气动机构、旋转部件、举升部件、控制系统和测温枪组成，加热部件使用多个且均布的感应器，感应器的数量及功率根据工件的尺寸确定，感应器与工件之间的间隙由调整机构调整，感应器的进、退由气动机构实现，工件和工作台一起转动和上下运动，旋转机构包括电动机、传动机构和变速机构，举升部件采用用液压机构，在工作台的四周均布有多个搅拌器，该回转支承滚道无软带淬火设备采用多个均布的感应器，并分段调整工作台转速和感应器加热功率，自动控制淬火液的温度、淬火时间及淬火液流动速度，消除回转支承滚道上的软带缺陷，提高淬火质量，且自动化程度高，生产效率高。

但是，其在使用过程中，仍然存在较为明显的缺陷：1、上述装置在对工件进行淬火处理时，工件还需要通过螺栓螺母固定在工作台上，一方面，淬火前的工件在加热处理后处于高温状态，容易烫伤操作者，另一方面，对每个工件都要进行螺栓螺母的拆卸、安装也是非常繁琐的；2、按常规的理论，冷却速度越大，工件强度和硬度越高，但开裂倾向越大，为了提高工件强度，常常会选择快速冷却的方法，同时也冒着开裂的风险，但近年来的最新研究表明，工件淬火时的开裂倾向和冷却速度的关系不是简单的线性关系。随着冷却速度的增加，开裂倾向先增加，在350℃/s达到最高，因此要获较大的表层压应力，冷却速度应遵循“高温快冷，低温慢冷”的先快后慢的原则，上述装置在淬火时淬火液始终保持在相同的温度，显然不利于提高工件的强度和硬度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种工件淬火设备及其工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种工件淬火设备，包括淬火池，所述淬火池的上方设置有淬火液箱，所述淬火液箱的内腔中固定设置有隔板，所述隔板上开设有通孔，所述隔板的下方设置有固定轴，所述固定轴固定设置在淬火液箱的两端内壁之间，所述固定轴上活动设置有两组旋转杆，所述旋转杆上对称固定设置有接液槽，其中一组所述旋转杆的中心处固定设置有主动齿轮，所述固定轴贯穿设置在主动齿轮的中心处，所述主动齿轮的齿牙活动啮合设置在链条中，所述链条中活动啮合设置有被动齿轮，所述被动齿轮的中心处通过连接杆固定设置有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮的下方活动啮合设置有被动锥齿轮，所述被动锥齿轮的中心通过传动杆固定连接有锥齿轮底座，所述锥齿轮底座活动设置在淬火池的底端，所述淬火液箱靠近淬火池的一侧连通设置有喷液管，所述淬火液箱中设置有温度检测仪一，所述淬火液箱的外壁上设置有plc控制器；

所述淬火池通过连通管一连通于热液箱，所述热液箱的内壁上设置有加热片，所述热液箱中设置有温度检测仪二和液位计，所述热液箱通过连通管二连通于冷液箱，所述连通管二上设置有电动阀门，所述冷液箱中设置有温度检测仪三；

所述热液箱通过回水管一连通于淬火液箱上，所述冷液箱通过回水管二连通于淬火液箱上，所述回水管一和回水管二上均设置有流量计和水泵；

所述plc控制器分别和温度检测仪一、加热片、温度检测仪二、液位计、电动阀门、温度检测仪三、流量计和水泵电性连接。

优选的，所述淬火池中固定设置有多个缓冲板。

优选的，所述淬火池底壁中固定设置有轴承底座，所述传动杆远离被动锥齿轮的一端活动设置在轴承底座中。

优选的，所述淬火液箱的底壁上固定设置有圆环轴承，所述传动杆贯穿设置在圆环轴承中。

优选的，所述回水管一和回水管二与淬火液箱的接口处均设置有过滤网。

一种基于工件淬火设备的工艺，包括以下步骤：

步骤一：根据工件的加工特性，在plc控制器上提前设定好相关仪器的参数要求；

步骤二：将加热处理之后的工件倒入淬火池中；

步骤三：水泵带动冷液箱中温度较低的淬火液经过回水管二进入淬火液箱，再经由喷液管流出，淬火液间接带动锥齿轮底座旋转，使得其上放置的工件随之旋转，全面、迅速地对刚刚完成加热的高温工件进行冷却，实现“高温快冷”；

步骤四：第一次快速冷却使用的淬火液在淬火池中累积，多余的部分逐渐由连通管一进入热液箱；

步骤五：液位计检测到热液箱中的淬火液达到设定量时，热液箱中温度较高的淬火液经回水管一进入淬火液箱，此时，淬火液箱中混合后的淬火液应达到plc控制器预先设定的第二次冷却温度，若温度较低，会停止冷液箱的水泵并启动热液箱的加热片，若温度太高，会根据流量计的参考合理增加冷液箱的出液比例，直至达到设定温度的淬火液对工件进行第二次冷却，由于工件已经降温一次，而第二次淬火液温度又较高一些，因此淬火液和工件的温差缩小，冷却速度慢，从而实现“低温慢冷”；

步骤六：按照加工要求多次重复上述步骤五，直至完成淬火处理；

步骤七：取出完成淬火后的工件，进行回火或其他处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本装置不需要一一固定淬火工件，只需将工件直接倒入淬火池中即可，且淬火池的侧壁上还设置有缓冲板，可以对持续高温加热后的工件提供缓冲，避免加热后较软的工件直接接触淬火池底而产生磕碰痕迹；

2、本装置采用多级淬火的方式，对工件实行“高温快冷，低温慢冷”，第一次用较冷的淬火液对高温工件迅速喷淋，达到“高温快冷”，然后收集第一次的淬火液，利用其携带的热量提高淬火液的温度，对温度稍降的工件进行第二次处理，实现“低温慢冷”，符合最新研究的成果，有效提高工件的强度和硬度；

3、本装置在第二次、第三次等后续“低温慢冷”的淬火处理中，有效利用了第一次快速冷却的淬火液从工件上携带的热量，变废为宝，节能降耗；

4、本装置的淬火液箱中设置有对混合后的淬火液进行搅拌的装置，只需由降落的淬火液即可自发带动，无需电力供应；

5、淬火液箱中的搅拌装置在搅拌淬火液的同时，还会间接带动淬火池中的锥齿轮底座旋转，使得工件随之转动，提高了淬火面积，可以使得工件表面淬火处理更加均匀，能够显著提高工件淬火质量。

本发明提供了工件淬火设备，可以对工件实现“高温快冷，低温慢冷”的淬火效果，符合最新研究结论，有效提高工件的强度和硬度，本发明还公开了基于工件淬火设备的工艺，操作简单，成品品质好，非常值得推广。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的图1中的a处放大图。

图中：1淬火池、2缓冲板、3轴承底座、4淬火液箱、5隔板、6通孔、7固定轴、8旋转杆、9接液槽、10主动齿轮、11链条、12被动齿轮、13主动锥齿轮、14被动锥齿轮、15传动杆、16锥齿轮底座、17圆环轴承、18喷液管、19温度检测仪一、20plc控制器、21连通管一、22热液箱、23加热片、24温度检测仪二、25液位计、26连通管二、27冷液箱、28电动阀门、29温度检测仪三、30回水管一、31回水管二、32流量计、33水泵、34过滤网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：

一种工件淬火设备，包括淬火池1，淬火池1的上方设置有淬火液箱4，淬火液箱4的内腔中固定设置有隔板5，隔板5上开设有通孔6，隔板5的下方设置有固定轴7，固定轴7固定设置在淬火液箱4的两端内壁之间，固定轴7上活动设置有两组旋转杆8，两组旋转杆8可围绕固定轴7转动，旋转杆8上对称固定设置有接液槽9，接液槽9用来承接淬火液，从而利用淬火液的重力带动旋转杆8转动，其中一组旋转杆8的中心处固定设置有主动齿轮10，固定轴7贯穿设置在主动齿轮10的中心处，主动齿轮10可围绕中心的固定轴7转动，主动齿轮10的齿牙活动啮合设置在链条11中，链条11中活动啮合设置有被动齿轮12，主动齿轮10会通过链条11带动被动齿轮12旋转，被动齿轮12的中心处通过连接杆固定设置有主动锥齿轮13，主动锥齿轮13的下方活动啮合设置有被动锥齿轮14，被动锥齿轮14的中心通过传动杆15固定连接有锥齿轮底座16，锥齿轮底座16活动设置在淬火池1的底端，锥齿轮底座16上放置有待淬火的工件，淬火液箱4靠近淬火池1的一侧连通设置有喷液管18，喷液管18中喷出处理后的淬火液，淬火液箱4中设置有温度检测仪一19，温度检测仪一19可采用上海格堃电子科技有限公司提供的2088型号，淬火液箱4的外壁上设置有plc控制器20，plc控制器20可采用三菱品牌提供的fx1n-40mr-001型号的可编程控制器。

淬火池1通过连通管一21连通于热液箱22，热液箱22中存放有第一次冷却处理使用后的淬火液，此时的淬火液温度较高，热液箱22的内壁上设置有加热片23，当回收的淬火液温度不足以达到第二次冷却的预定温度时，可以开启加热片23进行加热补充，热液箱22中设置有温度检测仪二24和液位计25，温度检测仪二24可采用上海格堃电子科技有限公司提供的2088型号，液位计25可采用江苏红旗仪表有限公司提供的hq-uhz型号，热液箱22通过连通管二26连通于冷液箱27，冷液箱27中储存着温度较低的淬火液原液，连通管二26上设置有电动阀门28，冷液箱27中设置有温度检测仪三29，电动阀门28可采用上海巨良电磁阀制造有限公司提供的jla900-q4型号，温度检测仪三29可采用上海格堃电子科技有限公司提供的2088型号。

热液箱22通过回水管一30连通于淬火液箱4上，冷液箱27通过回水管二31连通于淬火液箱4上，回水管一30和回水管二31上均设置有流量计32和水泵33，流量计32用来检测淬火液的流量，流量计32可采用江苏雷泰自动化仪表工程有限公司提供的lt-lwgy型号，水泵33可采用厦门纽茂泵业有限公司提供的nmdp41型号。

plc控制器20分别和温度检测仪一19、加热片23、温度检测仪二24、液位计25、电动阀门28、温度检测仪三29、流量计32和水泵33电性连接，对于有着不同淬火处理要求的工件，可以通过plc控制器20对这些仪器进行工作参数的设定。

作为一个优选，淬火池1中固定设置有多个缓冲板2，缓冲板2的作用是对持续高温加热后的工件提供缓冲，避免加热后较软的工件直接接触淬火池1的池底而产生磕碰痕迹。

作为一个优选，淬火池1底壁中固定设置有轴承底座3，传动杆15远离被动锥齿轮14的一端活动设置在轴承底座3中，传动杆15可在轴承底座3中转动，轴承底座3中对传动杆15进行了限位和活动支撑。

作为一个优选，淬火液箱4的底壁上固定设置有圆环轴承17，传动杆15贯穿设置在圆环轴承17中，传动杆15可在圆环轴承17中转动，圆环轴承17对传动杆15进行了限位和活动支撑。

作为一个优选，回水管一30和回水管二31与淬火液箱4的接口处均设置有过滤网34，过滤网34可以将淬火液中的杂质进行过滤拦截，避免杂质污染淬火工件。

一种基于工件淬火设备的工艺，包括以下步骤：

步骤一：根据工件的加工特性，在plc控制器20上提前设定好相关仪器的参数要求，例如第一次、第二次等的淬火液温度、淬火时间等；

步骤二：将加热处理之后的工件倒入淬火池1中，淬火池1侧壁上的缓冲板2可以对持续高温加热后的工件提供缓冲，避免加热后较软的工件直接接触淬火池1的池底而产生磕碰痕迹；

步骤三：水泵33带动冷液箱27中温度较低的淬火液经过回水管二31进入淬火液箱4，淬火液箱4中的淬火液从通孔6中流出，淬火液流入接液槽9中，使得接液槽9变重，进而在重力作用下带动旋转杆8发生旋转，对淬火液进行搅拌，搅拌后的淬火液再经由喷液管18流出，对淬火池1中的工件进行快速冷却处理，与此同时，旋转杆8带动主动齿轮10旋转，主动齿轮10通过链条11带动被动齿轮12旋转，被动齿轮12通过连接杆带动主动锥齿轮13旋转，主动锥齿轮13带动被动锥齿轮14旋转，被动锥齿轮14通过传动杆15带动锥齿轮底座16旋转，简而言之，淬火液间接带动锥齿轮底座16旋转，使得其上放置的工件随之旋转，从而全面、迅速地对刚刚完成加热的高温工件进行冷却，实现“高温快冷”；

步骤四：第一次快速冷却使用的淬火液在淬火池1中累积，多余的部分逐渐由连通管一21进入热液箱22；

步骤五：液位计25检测到热液箱22中的淬火液达到设定量时，热液箱22中温度较高的淬火液经回水管一30进入淬火液箱4，此时，淬火液箱4中混合后的淬火液应达到plc控制器20预先设定的第二次冷却温度，若温度较低，会停止冷液箱27的水泵33并启动热液箱22的加热片23，若温度太高，会根据流量计32的参考合理增加冷液箱27的出液比例，直至达到设定温度的淬火液对工件进行第二次冷却，由于工件已经降温一次，而第二次淬火液温度又较高一些，因此淬火液和工件的温差缩小，冷却速度慢，从而实现“低温慢冷”；

步骤六：按照加工要求多次重复上述步骤五，直至完成淬火处理；

步骤七：取出完成淬火后的工件，进行回火或其他处理。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。