一种环类零件热处理系统

1.本发明涉及机械零件加工领域，具体涉及一种环类零件热处理系统。


背景技术：

2.在机械行业有许多环类的零件需要在其生产加工过程中进行热处理，例如轴承圈、齿圈等环类零件，该类零件在使用过程中需要通过热处理再冷却从而提高零件的耐磨性以及硬度等材料属性。
3.现有的环类零件的热处理大多采用加热感应线圈进行单个零件的加热，此种热处理方式适用于大型的环类零件，但不适用于小型大批量环类零件的热处理需求，且加热后的零件多采用水喷雾降温或者直接浸没入冷却水槽中进行冷却，以上两种冷却方式都有对应的缺陷：第一种冷却方式的冷却速度有限，在一些需要快速冷却的场合不太适用，而第二种冷却方式中的冷却水槽内的水通常很少更换或者采用外部的冷却系统再对冷却水进行冷却，但是随着冷却次数的增加，水槽内的水温依然会上升，影响后续零件的冷却，不利于所需零件的金相组织形成。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种环类零件热处理系统，以解决上述背景技术中提到的问题。
5.一种环类零件热处理系统，包括工位台、升降板、旋转升降装置，驱动组件以及动力组件，所述工位台固定在地面上，所述工位台的周边设有四个工位，逆时针依次为上料工位、热处理工位、烘干工位以及下料工位；
6.所述工位台上转动连接有旋转台，所述旋转台的圆周转动连接有四个用于固定环类零件的固定工装，所述驱动组件设于工位台上，所述驱动组件利用旋转台与工位台的相对旋转运动驱动固定工装在旋转台上自动旋转，从而使得固定工装在不同工位处呈现向上以及向下的直立状态；
7.所述升降板上固定连接有4个水桶，其中一个水桶位于热处理工位处，所述升降板上转动连接有固定板，所述固定板上固定连接有与对水桶相对应的加热感应线圈以及供水管，所述旋转升降装置设于升降板的下方，用于驱动新的水桶进入到热处理工位，并将其以及加热感应线圈缓慢抬升从而对固定工装上的环类零件进行热处理以及冷却；
8.所述水桶的底部设有排水装置，所述排水装置可以使得水桶在旋转的过程中实现自动排水以及封堵；所述动力组件用于驱动旋台以及旋转升降装置同步运动。
9.优选的，所述固定工装包括支撑轴，所述支撑轴的外端固定连接有基座，所述基座上固定连接有限位管，所述限位管内设有支撑结构；
10.所述支撑结构包括限位电机以及支撑件，所述限位电机固定连接在基座上，所述限位电机的输出轴固定连接有转轴，所述转轴转动连接在限位管内，所述转轴的底部固定连接有蜗杆，所述限位管远离基座的一端铰接有4个支撑件，所述支撑件上固定连接有与蜗
杆啮合的蜗轮。
11.优选的，所述驱动组件包括固定锥齿轮以及旋转锥齿轮，所述固定锥齿轮固定连接在工位台的中心处，所述支撑轴的内端均固定连接有一个与固定锥齿轮啮合的旋转锥齿轮，所述旋转锥齿轮的齿数为固定锥齿轮的齿数的二分之一。
12.优选的，所述旋转升降装置包括转盘、集水槽、液压缸以及轮换轴，所述转盘上设有圆槽，所述水桶的底部位于圆槽内，所述转盘转动连接在集水槽上，所述集水槽固定在地面上，所述集水槽的中心设有凸起的环状挡水结构，所述转盘的底部固定连接有轮换轴，所述轮换轴位于环状挡水结构内，所述集水槽的底部设有排水口，所述排水口连接至冷却塔。
13.优选的，所述排水装置包括挡板，所述水桶的内底部设有圆形凹槽，所述圆形凹槽内设有若干排水孔，所述挡板位于圆形凹槽内，所述挡板的底部固定连接有推杆，所述推杆与水桶滑动连接，所述推杆的底部设有万向球，所述万向球与水桶底部之间的推杆上套设有弹簧，所述集水槽的内底部设有弧形的顶升块，所述顶升块位于加热感应线圈与供水管之间的区域，所述顶升块为两头低中间高的对称结构。
14.优选的，所述动力组件包括驱动电机，所述驱动电机固定连接在工位台的底部，所述驱动电机有两个输出轴，上方的输出轴通过连接轴与旋转台固定连接，下方的输出轴与传动轴固定连接，所述传动轴与工位台下方设置的支撑台转动连接，所述传动轴以及轮换轴上均设有同步轮，两个同步轮通过同步带连接。
15.优选的，所述烘干工位处设有烘干机，所述下料工位处设有下料滑道，所述下料滑道的底部设有暂存箱，所述固定板上设有限位滑柱，所述限位滑柱与固定架滑动连接，所述固定架与集水槽固定连接。
16.本发明的优点在于：
17.(1)通过旋转台的旋转可以使得固定工装循环进入到热处理工位，整个热处理过程可以半自动或者全自动连续进行；
18.(2)上料时可采用现有的一些简单的上料装置将环类零件套在限位管上串起来，之后即可在热处理工位一次性对多个环类零件进行处理，无需多次上下料，节约加工时间，适合大批量的小型环类零件的加工。
19.(3)利用驱动组件将工位的转换与限位管的直立状态联动起来，可以使得纤维管在对应的工位处自动变换向上以及向下的状态，方便实现上料、热处理以及下料。
20.(4)四个水桶轮换进行热处理后的冷却工作，可以使得每次冷却处理的水都处于一个合适的温度状态，不会出现多次冷却导致冷却水温度升高的情况，将水桶的轮换与其自身的排水以及封堵状态联动起来，可以使得水桶在冷却工作完毕之后，自动进行排水，方便冷却水的自动更换。
附图说明
21.图1为本发明的整体结构示意图；
22.图2为工位台以及集水槽底部各零件的结构示意图；
23.图3为本发明的俯视图；
24.图4为旋转升降装置处的部分结构剖视图；
25.图5为集水槽以及顶升块的结构示意图；
26.图6为转盘底部的结构示意图；
27.图7为水桶剖开后的结构示意图；
28.图8为限位管剖开后的部分支撑结构的示意图。
29.图中：1-工位台，a-上料工位，b-热处理工位，c-烘干工位，d-下料工位，
30.2-升降板，3-旋转升降装置，31-转盘，311-圆槽，32-集水槽，33-液压缸，34-轮换轴，321-环状挡水结构，322-排水口；
31.4-驱动组件，41-固定锥齿轮，42-旋转锥齿轮；
32.5-动力组件，51-驱动电机，52-连接轴，53-传动轴，54-支撑台，55-同步轮，
33.6-旋转台，7-固定工装，71-支撑轴，72-基座，73-限位管，74-支撑结构，741-限位电机，742-支撑件，743-转轴，744-蜗杆，745-蜗轮；
34.8-水桶，81-圆形凹槽，82-排水孔，9-固定板，10-加热感应线圈，11-供水管，12-排水装置，121-挡板，122-推杆，123-万向球，124-弹簧，125-顶升块，13-烘干机，14-下料滑道，15-暂存箱，16-限位滑柱，17-固定架。
具体实施方式
35.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
36.一种环类零件热处理系统，包括工位台1、升降板2、加热感应线圈10、旋转升降装置3，驱动组件4以及动力组件5，所述工位台1固定在地面上，所述工位台1的周边设有四个工位，逆时针依次为上料工位a、热处理工位b、烘干工位c以及下料工位d；
37.所述工位台1上转动连接有旋转台6，所述旋转台6的圆周转动连接有四个用于固定环类零件的固定工装7，所述驱动组件4设于工位台1上，所述驱动组件4利用旋转台6与工位台1的相对旋转运动驱动固定工装7在旋转台6上自动旋转，从而使得固定工装7在不同工位处呈现向上以及向下的直立状态；
38.所述升降板2上固定连接有4个水桶8，其中一个水桶8位于热处理工位b处，所述升降板2上转动连接有固定板9，所述固定板9上固定连接有与对水桶8相对应的加热感应线圈10以及供水管11，所述旋转升降装置3设于升降板2的下方，用于驱动新的水桶8进入到热处理工位b，并将其以及加热感应线圈10缓慢抬升从而对固定工装7上的环类零件进行热处理以及冷却；
39.所述水桶8的底部设有排水装置12，所述排水装置12可以使得水桶8在旋转的过程中实现自动排水以及封堵；所述动力组件5用于驱动旋台以及旋转升降装置3同步运动；
40.所述烘干工位c处设有烘干机13，所述下料工位d处设有下料滑道14，所述下料滑道14的底部设有暂存箱15。
41.在本实施例中，所述固定工装7包括支撑轴71，所述支撑轴71的外端固定连接有基座72，所述基座72上固定连接有用于套设固定环类零件的限位管73，所述限位管73内设有限制环类零件下落的支撑结构74。
42.在本实施例中，所述支撑结构74包括限位电机741以及支撑件742，所述限位电机741固定连接在基座72上，所述限位电机741的输出轴固定连接有转轴743，所述转轴743转动连接在限位管73内，所述转轴743的底部固定连接有蜗杆744，所述限位管73远离基座72
的一端铰接有4个支撑件742，所述支撑件742上固定连接有与蜗杆744啮合的蜗轮745，支撑件742对环类零件起到支撑限位的作用，避免环类零件下滑。
43.在本实施例中，所述旋转升降装置3包括转盘31、集水槽32、液压缸33以及轮换轴34，所述转盘31上设有圆槽311，所述水桶8的底部位于圆槽311内，这样转盘31旋转时可以带动水桶8一同旋转，所述转盘31转动连接在集水槽32上，所述集水槽32固定在地面上，所述集水槽32的中心设有凸起的环状挡水结构321，所述转盘31的底部固定连接有轮换轴34，所述轮换轴34位于环状挡水结构321内，所述集水槽32的底部设有排水口322，所述排水口322连接至冷却塔，冷却水被降温之后循环利用。
44.在本实施例中，所述排水装置12包括挡板121，所述水桶8的内底部设有圆形凹槽81，所述圆形凹槽81内设有若干排水孔82，所述挡板121位于圆形凹槽81内，所述挡板121的底部固定连接有推杆122，所述推杆122与水桶8滑动连接，所述推杆122的底部设有万向球123，所述万向球123与水桶8底部之间的推杆122上套设有弹簧124，所述集水槽32的内底部设有弧形的顶升块125，所述顶升块125位于加热感应线圈10与供水管11之间的区域，所述顶升块125为两头低中间高的对称结构，当水桶8从加热感应线圈10的下方的位置逆时针旋转90度的过程中，顶升块125高度一直变高直到在90度的位置为最高点，推板上升，排水孔82得以排水，之后水桶8再逆时针旋转90度，万向球123位于最低点，推板复位堵住排水孔82。
45.在本实施例中，所述驱动组件4包括固定锥齿轮41以及旋转锥齿轮42，所述固定锥齿轮41固定连接在工位台1的中心处，所述支撑轴71的内端均固定连接有一个与固定锥齿轮41啮合的旋转锥齿轮42，所述旋转锥齿轮42的齿数为固定锥齿轮41的齿数的二分之一。所以当旋转台6旋转90度时，旋转锥齿轮42与二分之一自身齿数的锥齿发生了啮合作用，所以支撑轴71旋转了180度，也就是旋转台6旋转90度，支撑轴71旋转180度。
46.在本实施例中，所述动力组件5包括驱动电机51，所述驱动电机51固定连接在工位台1的底部，所述驱动电机51有两个输出轴，上方的输出轴通过连接轴52与旋转台6固定连接，下方的输出轴与传动轴53固定连接，所述传动轴53与工位台1下方设置的支撑台54转动连接，所述传动轴53以及轮换轴34上均设有同步轮55，两个同步轮55通过同步带连接。
47.在本实施例中，所述固定板9上设有限位滑柱16，所述限位滑柱16与固定架17滑动连接，所述固定架17与集水槽32固定连接。限位滑柱16可以限制固定板9转动，固定板9与升降板2转动连接，使得升降板2转动时，固定板9可以保持不动，保证加热感应线圈10与供水管11可以一直对准相应位置的水桶8。
48.工作过程及其原理：
49.在上料工位a处，限位管73是处于向上直立的状态，此时的四个支撑件742收缩到限位管73内，使得环类零件可以正常从限位管73的上方套入到限位管73上。套入一定数量的环类零件后，限位电机741启动，驱动转轴743旋转带动转轴743底部的蜗杆744旋转，蜗杆744与支撑件742上的蜗轮745啮合，使得支撑件742向外旋转打开，从而对环类零件进行限位。
50.驱动电机51带动旋转台6在工位台1上逆时针旋转90度，转盘31也逆时针旋转90度，使得已经上料好的限位管73进入到热处理工位b处，新的水桶8也进入到热处理工位b。在旋转台6旋转的过程中，旋转锥齿轮42与固定锥齿轮41啮合作用，使得旋转锥齿轮42发生
旋转，由于旋转锥齿轮42的齿数是固定锥齿轮41的齿数的二分之一，所以当旋转台6旋转90度时，旋转锥齿轮42与二分之一自身齿数的锥齿发生了啮合作用，所以支撑轴71旋转了180度，也就是旋转台6旋转90度，支撑轴71旋转180度，也即限位管73从向上直立的状态变换为向下直立的状态。
51.此时的环类零件从靠近基座72的一端沿着限位管73滑至远离基座72的一端，直到遇到支撑件742后，停止下滑，支撑件742对环类零件起到支撑限位的作用，避免环类零件下滑。
52.液压缸33启动，带动升降板2上升，加热感应线圈10随着固定板9向上移动，限位滑柱16可以限制固定板9转动，固定板9与升降板2转动连接，使得升降板2转动时，固定板9可以保持不动，保证加热感应线圈10与供水管11可以一直对准相应位置的水桶8。水桶8随着升降板2上移，加热感应线圈10一开始处于未通电的状态，当升降板2升降到一定高度时，加热感应线圈10此时与最底层的环类零件同一高度时，加热感应线圈10通电对环类零件进行加热，一边加热一边缓慢上升，依次对限位管73上的多个零件进行加热。由于水桶8也是一同上升的，所以加热过后的零件会慢慢浸入到水桶8的液面以下，从而对加热后的零件进行冷却。
53.热处理完毕之后，加热感应线圈10断电，升降板2下降，零件从水桶8中脱离，等到水桶8下降到其底部置于转盘31的圆槽311内时，驱动电机51再次启动，驱动旋转台6以及转盘31旋转90度，新的零件进入的热处理工位b，而热处理好的零件进入到烘干工位c，限位管73再次旋转180度，转变为直立向上的状态，烘干机13对零件表面的水渍进行烘干处理。
54.与此同时，新的水桶8随着转盘31旋转进入到热处理工位b，用过的水桶8旋转90度的过程中万向球123与顶升块125接触滑动，由于该90度的过程中顶升块125的高度一直变大，最终在90度变为最高，所以推杆122能够向上运动，原本位于圆形凹槽81内的挡板121是堵住排水孔82的状态，当挡板121在推杆122的作用下上升时，挡板121不再堵住排水孔82，水桶8开始排水，排出的水流入到集水槽32内，最终从排水口322集中进入到工厂的冷却塔中进行冷却再利用。
55.随着旋转台6以及转盘31继续逆时针旋转90度，烘干好的零件进入到下料工位d，限位管73再次呈现直立向下的状态，此时的限位电机741反转，使得支撑件742收回到限位管73内，从而让限位管73上的零件能够从限位管73上滑下，并通过下料滑道14落入到暂存箱15内。至此一个零件的热处理周期完成。原本排空冷却水的水桶8也旋转90度，由于顶升块125在该过程中高度开始下降，弹簧124释压，迫使挡板121下降至重新堵住排水孔82的状态，当水桶8进入到供水管11下方时，供水管11可重新给水桶8注入新的冷却水，供下次使用。
56.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。