一种具有V型开口的扭力梁的淬火喷淋装置及方法与流程

一种具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置及方法
技术领域
1.本发明涉及扭力梁淬火技术领域，尤其涉及一种具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置及方法。


背景技术：

2.扭力梁高频淬火由感应线圈将产品瞬间加热到900℃以上，然后立即冷却到室温，边加热边冷却，加热与冷却同时进行，最终得到想要的产品机械性能。淬火过程中需要对扭力梁表面进行喷水处理，但是对于如公开号为cn113684347a的发明专利申请中展示的具有v型开口结构的扭力梁，由于表面沉陷形成v型结构，仅对表面进行喷水无法对v型结构进行有效的淬火，影响v型开口区域的结构强度。
3.此外，对于公开号为cn105216573a的发明专利申请文件中公开的呈弯曲结构的管状扭力梁，其v型开口方向与扭力梁弯曲方向大致垂直，在进行淬火作业时难度更大，而扭力梁的强度将直接影响车身的安全性能。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够针对具有v型开口结构的扭力梁进行淬火处理的淬火喷淋装置。
5.本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置，包括一环形冷却水套，所述冷却水套的环形结构上具有一个缺口，所述缺口内设置有喷嘴，所述喷嘴至少能够向冷却水套内部运动，所述冷却水套和喷嘴分别向冷却水套内部喷水。
6.本发明通过环形水套对扭力梁进行喷水淬火，并通过至少能够沿径向伸出的喷嘴进入到v型开口区域内进行喷水淬火，由此能够对具有v型开口的扭力梁进行有效的淬火，提高扭力梁的硬度，提升车辆安全性能。
7.优选的，所述缺口内设置有一支撑台，所述支撑台上固定设置有第一气缸，所述第一气缸的输出方向与所述冷却水套的径向大致平行，所述喷嘴固定设置于第一气缸的输出端。
8.优选的，所述缺口的一侧还设置有第二气缸，所述第二气缸的输出方向与第一气缸垂直，所述第二气缸的输出端固定连接有所述支撑台。
9.优选的，所述冷却水套设置于一xy移动平台上，所述xy移动平台通过两个输出方向垂直的电机调整冷却水套的位置。
10.优选的，所述冷却水套和喷嘴分别连接有进水管道，所述冷却水套设置有一圈朝向内部的喷水孔。
11.优选的，所述喷嘴包括柱状部和设置于柱状部前端的弧顶部，所述柱状部和弧顶部上均设置有喷孔。
12.优选的，所述弧顶部的喷孔沿径向设置，所述柱状部表面的喷孔倾斜朝向弧顶部
设置。
13.优选的，所述柱状部表面的倾斜喷孔的倾斜角为45
°
。
14.优选的，所述喷孔的半径为1mm～1.5mm；所述喷嘴的流量为0.3cc/min～0.6cc/min。
15.本发明还提供了基于所述的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置的淬火喷淋方法，
16.s1：固定弯曲扭力梁的两端，冷却水套套设在弯曲扭力梁上沿弯曲扭力梁的形状运动；
17.s2：冷却水套运动到弯曲扭力梁的v型开口区域时，第一气缸控制喷嘴进入v型区域，第二气缸控制喷嘴偏离缺口中心使喷嘴处于v型开口的中心；
18.s3：冷却水套继续沿弯曲扭力梁的形状运动，第二气缸驱动喷嘴逐渐向缺口中心运动使喷嘴保持在v型开口的中心位置；
19.s4：冷却水套越过弯曲扭力梁弯曲路径的顶点后，第二气缸驱动喷嘴向另一侧远离缺口，运动到v型开口结束的位置时，第一气缸和第二气缸驱动喷嘴离开冷却水套中间位置回到原始位置；
20.s5：冷却水套继续运动到弯曲扭力梁端部持续喷淋一定时间后，沿弯曲扭力梁路径回到初始位置，结束淬火过程。
21.本发明提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置及方法的优点在于：通过环形水套对扭力梁进行喷水淬火，并通过至少能够沿径向伸出的喷嘴进入到v型开口区域内进行喷水淬火，由此能够对具有v型开口的扭力梁进行有效的淬火，提高扭力梁的硬度，提升车辆安全性能。在针对弯曲扭力梁淬火问题上，通过对令喷嘴能够沿两个方向运动方便单独调整喷嘴位置，确保喷嘴处于v型开口的中间位置，并增加喷嘴的流量，并通过喷孔方向设置使水流集中在v型开口范围内，避免冷却水套水流干涉导致两侧流量差距太大，确保v型开口两侧淬火强度基本一致，有效的实现对弯曲扭力梁的高强度淬火。
附图说明
22.图1为本发明的实施例1提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置的使用状态示意图；
23.图2为本发明的实施例1提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置的喷嘴使用状态示意图；
24.图3为本发明的实施例提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置的喷嘴示意图；
25.图4为本发明的实施例1提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置用于弯曲扭力梁的使用状态示意图；
26.图5为本发明的实施例1提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置用于弯曲扭力梁时喷嘴使用状态示意图；
27.图6为本发明的实施例1提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置用于弯曲扭力梁淬火的产品硬度分布示意图；
28.图7为本发明的实施例1提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置用于弯曲扭
力梁淬火的产品金相组织图；
29.图8为本发明的实施例2提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置的使用状态示意图；
30.图9为本发明的实施例2提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置的使用过程示意图；
31.图10为本发明的实施例2提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置的喷嘴使用状态示意图；
32.图11为本发明的实施例2提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置用于弯曲扭力梁淬火的产品硬度分布示意图；
33.图12为本发明的实施例2提供的具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置用于弯曲扭力梁淬火的产品金相组织图。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
35.实施例1
36.如图1所示，本实施例提供了一种具有v型开口的扭力梁的淬火喷淋装置，包括一环形冷却水套1，所述冷却水套1的环形结构上具有一个缺口11，所述缺口11内设置有喷嘴2，所述喷嘴2能够向冷却水套1的内部运动，所述冷却水套1和喷嘴2分别向冷却水套1内部喷水。
37.在对直管扭力梁3进行淬火作业时，将直管扭力梁3沿竖直方向固定，冷却水套1套设在直管扭力梁3外侧，缺口11内的喷嘴2正对直管扭力梁3的v型开口31，控制冷却水套1沿竖直方向向上运动对直管扭力梁3进行连续喷水淬火，到达v型开口31区域时，控制喷嘴2向前方伸出到v型开口31内，即图2所示状态，通过喷嘴2对v型开口31的两侧喷水淬火，直到离开v型开口31区域，喷嘴2回缩复位，冷却水套1继续向上运动对直管扭力梁3完成对扭力梁3的淬火，然后冷却水套1携带喷嘴2下降回到初始位置，取下直管扭力梁3即可。
38.参考图1，所述缺口11内设置有一支撑台4，所述支撑台4上固定设置有第一气缸41，所述第一气缸41的输出方向大致沿冷却水套1的径向，喷嘴2与第一气缸41的输出端固定配合。通过所述第一气缸41的伸缩控制喷嘴2进入到v型开口31内进行喷水淬火。
39.所述冷却水套1和喷嘴2分别连接有进水管道(图未示)，冷却水套1设置有一圈朝向内侧的喷水孔。
40.参考图3，所述喷嘴2包括柱状部21和设置于柱状部21前端的弧顶部22，所述柱状部21和弧顶部22上均设置有喷孔23，由于喷嘴2直接深入到v型开口31内工作，因此柱状部21上的喷孔23可以沿柱状部21的径向或柱状部21表面的法向设置，弧顶部22上的喷孔23沿弧顶部22的径向设置。柱状部21上的喷孔23优选向前端倾斜设置，倾斜角优选为45
°
，以更好的对v型开口31的两侧进行喷水。
41.本实施例中，喷孔23的半径设置为1mm，喷嘴2的流量设置为0.252cc/min。
42.本实施例中，所述冷却水套1只需要沿竖直方向滑动调整位置，可以根据场景适应性的选择气缸、齿轮齿条、丝杆螺母组件、链条等常规直线驱动结构用来控制冷却水套1的位置。
43.实施例2
44.参考图4，在针对弯曲扭力梁5进行淬火时，需要使冷却水套1能够在平面内调整位置，可选择常见的xy运动平台等驱动组件，但是运动平台仅能调整冷却水套1的平面位置，无法调整冷却水套1的使用角度。
45.结合图5，在冷却水套1与弯曲扭力梁5的下端配合时，实施例1中的喷嘴2作用位置向远离v型开口51弯曲方向的一侧偏斜，在冷却水套1处于弯曲扭力梁5的弯曲路径的顶点时，喷嘴2正对弯曲扭力梁5的v型开口51的中心，在冷却水套1处于弯曲扭力梁5的上端时，喷嘴2向v型开口51弯曲的一侧偏斜，而且喷嘴2的水流与冷却水套1的水流会存在干涉，从而导致弯曲扭力梁5的v型开口51两侧淬火不均匀，导致两侧硬度不均匀，通过实验确定的弯曲扭力梁5在进行淬火后的硬度数值如图6所示，其金相组织如图7所示，能够明显看出金相组织粗大。
46.参考图8，针对这一问题，本实施例与实施例1的区别在于在缺口11的一侧还固定设置有第二气缸42，所述第二气缸42的输出方向与第一气1缸垂直，第二气缸42的输出端与支撑台4固定配合，通过第二气缸42调整喷嘴2的横向位置，确保喷嘴2始终保持在v型开口51的中间位置。
47.同时，为了避免喷嘴2与冷却水套1之间水流的相互影响，所述喷嘴2的柱状部21上的喷孔23均倾斜设置，喷孔23的半径扩大到1.5mm，从而使其流量增加到0.565cc/min，通过增大喷嘴2的流量，降低冷却水套1内的水流对v型开口51两侧淬火水流量的影响，进一步的，本实施例中冷却水套1上的缺口11间隔比实施例1中的缺口11增加20mm，进一步降低水流干涉的影响。所述喷嘴2也可以选择球形结构，将喷嘴2移动到v型开口51范围内后，确保对v型开口51两侧的喷水量一致即可。
48.参考图9，本实施例提供的淬火喷淋装置进行淬火喷淋的方法包括以下步骤：
49.s1：固定弯曲扭力梁5的两端，冷却水套1套设在弯曲扭力梁5上沿弯曲扭力梁5的形状运动；
50.s2：冷却水套1运动到弯曲扭力梁5的v型开口51区域时，第一气缸41控制喷嘴2进入v型开口51区域，第二气缸42控制喷嘴2偏离缺口11中心使喷嘴2处于v型开口51的中心；结合图10，处于弯曲扭力梁5弯曲路径顶点下方时，所述第二气缸42驱动喷嘴2处于弯曲路径的内侧，具体移动量根据弯曲扭力梁5的具体结构进行测算后确定，每种型号的弯曲扭力梁5只需要测算一次即可用于后续的生产；
51.s3：冷却水套1继续沿弯曲扭力梁5的形状运动，第二气缸42驱动喷嘴2逐渐向缺口中心运动使喷嘴2保持在v型开口51的中心位置；
52.s4：冷却水套1越过弯曲扭力梁5弯曲路径的顶点后，第二气缸42驱动喷嘴2向另一侧远离缺口，运动到v型开口51结束的位置时，第一气缸41和第二气缸42驱动喷嘴2离开冷却水套1中间位置回到原始位置；
53.s5：冷却水套1继续运动到弯曲扭力梁5端部持续喷淋一定时间后，本实施例中，冷却水套1在弯曲扭力梁5的上端持续喷淋10s，然后沿弯曲扭力梁5路径回到初始位置，结束
淬火过程。
54.基于本实施例淬火处理后的弯曲扭力梁5的洛氏硬度分布如图11所示，其晶粒金相图如图12所示，能够看出硬度分布均匀，金相组织细小均匀，晶粒等级能够达到2级。
55.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。