本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力矯直裝置、包括該預(yù)應(yīng)力矯直裝置的淬火設(shè)備以及長軸類工件熱處理方法，適用于長軸類工件的熱處理，屬于長軸類工件制造工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的長軸類工件，如一體式半掛車軸，這種軸桿類零件在加工或熱處理過程中易產(chǎn)生彎曲變形，因此在熱處理后需要人工校直，校直精度受人為因素影響大，且芯部硬度和強度很難達到要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于長軸類工件的矯直和變形控制的預(yù)應(yīng)力矯直裝置，包括該預(yù)應(yīng)力矯直裝置的淬火設(shè)備以及長軸類工件熱處理方法，通過在淬火前工件的矯直和淬火過程中對工件的變形進行控制，最大程度降低形變應(yīng)力，省去了后道的人工矯正，并且熱處理后的工件性能也能滿足要求。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供的一種預(yù)應(yīng)力矯直裝置，用于長軸類工件的矯直和變形控制，包括沿工件長度方向中點對稱布置的至少兩個夾緊單元，所述夾緊單元布置在一淬火平臺上,所述淬火平臺上設(shè)有可沿工件軸向移動的第一滑塊，每個夾緊單元設(shè)于一個第一滑塊上，所述夾緊單元在淬火前及淬火過程中均保持對工件的夾緊。

優(yōu)選地，所述夾緊單元包括一夾緊油缸、用于將工件夾緊或松開的左夾緊頭和右夾緊頭,所述夾緊油缸的活塞桿與左夾緊頭相連并可帶動左夾緊頭左右移動，所述左夾緊頭和右夾緊頭設(shè)置于第一滑塊上，并與第一滑塊滑動連接，所述右夾緊頭通過調(diào)節(jié)螺栓限位。

進一步地，所述第一滑塊上設(shè)有倒T型槽，所述左夾緊頭和右夾緊頭通過該倒T型槽與第一滑塊滑動連接。

進一步地，還包括用于第一滑塊復(fù)位的彈簧，所述彈簧的一端固定在第一滑塊上，所述彈簧的另一端固定在淬火平臺上。

優(yōu)選地，還包括設(shè)置在淬火平臺上的至少一個推送單元，用于將工件推送到待夾緊位置，所述每個推送單元均設(shè)置在一第二滑塊上，第二滑塊也可在淬火平臺上沿工件軸向移動。

進一步地，所述每個推送單元包括一推送油缸和一V形塊，所述推送油缸的活塞桿與V形塊相連并可帶動V形塊左右移動，所述工件放置于V形塊上，所述V形塊設(shè)置于第二滑塊上，并與第二滑塊滑動連接。

本申請?zhí)峁┑拇慊鹪O(shè)備，包括如上所述的預(yù)應(yīng)力矯直裝置，還包括淬火槽、擺臂和平臺升降單元，所述淬火平臺固定在擺臂上，所述平臺升降單元固定在淬火槽上，所述擺臂的一端可轉(zhuǎn)動連接在淬火槽上，所述擺臂的另一端與平臺升降單元相連，使得所述平臺升降單元可帶動擺臂運動，將淬火平臺擺動進入淬火槽，在工件淬火結(jié)束后將淬火平臺擺出淬火槽。

優(yōu)選地，所述淬火槽內(nèi)設(shè)有：

介質(zhì)攪拌裝置，用于均勻冷卻淬火介質(zhì)；

循環(huán)系統(tǒng)，用于將工件淬火時帶入的熱量帶走；

介質(zhì)壓力注入冷卻系統(tǒng)，用于對工件進行冷卻。

本發(fā)明提供的長軸類工件熱處理方法包括以下步驟：

1)在淬火前采用權(quán)利要求1-8中任意一項預(yù)應(yīng)力矯直裝置對待熱處理的工件夾緊矯直；

2)保持工件被夾緊的狀態(tài)進入淬火槽進行淬火；

3)保持工件被夾緊的狀態(tài)下離開淬火槽。

優(yōu)選地，步驟1)中，在淬火前，由推送單元將工件推送至夾緊位置，然后由夾緊單元對工件夾緊矯直。

進一步地，所述夾緊是依次由中間至兩側(cè)逐步夾緊或同步夾緊。

優(yōu)選地，所述工件被夾緊后，所述擺臂將所述淬火平臺擺入水池，并在水中做來回擺動，以對工件進行均勻充分淬火。

優(yōu)選地，所述工件為空心的，所述工件在水中擺動時，所述介質(zhì)壓力注入冷卻系統(tǒng)將水由工件的一端部噴入工件內(nèi)壁，以冷卻工件內(nèi)壁。

優(yōu)選地，從預(yù)應(yīng)力矯直裝置進行夾緊矯直到完成淬火的過程不超過25秒。

優(yōu)選地，在淬火過程中，夾緊單元對工件的夾緊力是隨時間變化的。

本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力矯直裝置通過沿工件長度方向中點對稱布置的幾組夾緊單元對工件淬火前進行預(yù)應(yīng)力矯直，在淬火過程中仍保持對工件的夾緊，以達到控制工件的變形、得到滿足性能要求的工件，無需進行熱處理后的人工工序矯直。

附圖說明

圖1為本發(fā)明淬火設(shè)備俯視圖。

圖2為本發(fā)明淬火設(shè)備前視圖。

圖3為預(yù)應(yīng)力矯直裝置。

圖4為圖3的右視圖。

圖5為本發(fā)明推送單元示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做具體說明。

本發(fā)明首先提供一種預(yù)應(yīng)力矯直裝置，適用于在熱處理前和熱處理過程中，對于長軸類工件的矯直和變形控制，以掛車車軸為例，如圖1所示的淬火設(shè)備，包括左右兩個淬火槽6，在每個淬火槽的上方各設(shè)有一淬火平臺3，本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力矯直裝置就設(shè)在淬火平臺3上，以左邊的淬火槽6為例，淬火平臺3上的預(yù)應(yīng)力矯直裝置包括沿車軸1長度方向中點對稱布置的共6個夾緊單元2，前后各3個，每個夾緊單元2通過液壓油缸控制對車軸進行加壓，夾緊單元2在淬火前及淬火過程中仍保持對工件1的夾緊，淬火前的夾緊力變化達到對車軸的一個預(yù)矯直，淬火過程中的夾緊力隨時間可進行調(diào)整，最大程度地減少車軸的彎曲變形，又不破壞車軸，即在整個過程中夾緊力都可以調(diào)整變化。如圖1和圖3所示，淬火平臺3上設(shè)有至少一個可沿工件軸向移動的第一滑塊11，每個夾緊單元2設(shè)于一個第一滑塊11上。

如圖3所示，夾緊單元2包括一夾緊油缸23、用于將工件夾緊或松開的左夾緊頭21和右夾緊頭22，夾緊油缸23的活塞桿與左夾緊頭21相連并可帶動左夾緊頭21左右移動，因本例夾緊的是截面為方形的車軸，故左夾緊頭21和右夾緊頭22所圍成的夾緊腔的截面與車軸的截面形狀相匹配，左夾緊頭21設(shè)置于第一滑塊11上，并與第一滑塊11滑動連接，具體地，第一滑塊11上設(shè)有倒T型槽，左夾緊頭和右夾緊頭通過該倒T型槽與第一滑塊11滑動連接。

第一滑塊11上固定一止推板，止推板上設(shè)有一調(diào)節(jié)螺栓24，右夾緊頭22由調(diào)節(jié)螺栓24限位，通過擰緊或擰松調(diào)節(jié)螺栓24微調(diào)右夾緊頭22的位置，來適應(yīng)不同規(guī)格的車軸的夾緊。

如圖1所示，在淬火平臺與第一滑塊11之間設(shè)有用于使第一滑塊11復(fù)位的彈簧4，彈簧4的一端固定在第一滑塊11上，彈簧4的另一端固定在淬火平臺3上，車軸1在淬火過程中，沿軸向會有收縮，第一滑塊11在車軸1的帶動下沿軸向相應(yīng)移動，彈簧4被壓縮；當淬火結(jié)束后、左夾緊頭21松開車軸時，彈簧4帶動第一滑塊11復(fù)位，便可進行下一根車軸的夾緊。

如圖5所示，在淬火平臺3上設(shè)置有2個工件推送單元5，用于將工件1推送到待夾緊位置，每個推送單元5設(shè)置在一第二滑塊上12上，每個工件推送單元5包括一推送油缸51和一V形塊52，推送油缸51的活塞桿與V形塊52的相連并可帶動V形塊52左右移動，工件1放置于V形塊52上，V形塊52設(shè)置于第二滑塊12上，并與第二滑塊12滑動連接。第二滑塊12也可在淬火平臺3上沿工件軸向移動。

如圖3、圖5所示，第一滑塊11和第二滑塊12的底部均設(shè)有燕尾槽，相應(yīng)地，在淬火平臺3上設(shè)置有沿工件軸向的燕尾導(dǎo)軌，與上述燕尾槽滑動配合，從而使第一滑塊11和第二滑塊12可在淬火平臺3上可沿工件軸向滑動。

如圖1所示的淬火設(shè)備還包括淬火槽6、擺臂8和平臺升降單元9，淬火平臺3固定在擺臂8上，平臺升降單元9固定在淬火槽6上，擺臂8的一端可轉(zhuǎn)動連接在淬火槽6上，擺臂8的另一端與平臺升降單元9相連，使得平臺升降單元9可帶動擺臂8運動，將淬火平臺3擺動進入淬火槽6，在工件淬火結(jié)束后將淬火平臺3擺出淬火槽6。

本申請的淬火槽6內(nèi)還設(shè)有介質(zhì)攪拌裝置，用于均勻冷卻淬火介質(zhì)；循環(huán)系統(tǒng)，用于將工件淬火時帶入的熱量帶走；介質(zhì)壓力注入冷卻系統(tǒng)7，用于對車軸進行冷卻。

本申請的半掛車軸熱處理方法如下所示：

本例所述工件為一空心的車軸1，車軸1由機械手控制落入V形塊52中，由2個推送油缸51推動V形塊52和車軸1一同移動，直至車軸1一側(cè)表面與右夾緊頭22內(nèi)表面貼合，然后左夾緊頭21移動至車軸1另一側(cè)將車軸1夾緊，由6個夾緊油缸共3組依次由中間到兩側(cè)逐步夾緊，也可同步夾緊，只要夾緊能保證車軸1不發(fā)生較大變形即可，這個過程中夾緊力也可以調(diào)整，淬火前的矯直完成后，車軸保持這種被夾緊矯直的狀態(tài)進入淬火槽淬火，具體地，淬火平臺3固定在一擺臂8上，由擺臂8將淬火平臺3連同被夾緊的車軸1一同擺入淬火槽6內(nèi)的冷卻介質(zhì)中，并在冷卻介質(zhì)中做來回擺動(圖2中A處為液面，B處為車軸入水深度)，同時介質(zhì)壓力注入冷卻系統(tǒng)7將水由車軸1的一端部噴入車軸內(nèi)壁，以冷卻車軸內(nèi)壁，對車軸進行淬火，在淬火時間到后，擺臂8再將淬火平臺3連同被夾緊的車軸1擺出水面，并復(fù)位，然后三組夾緊油缸23將車軸松開，機械手將淬火完畢的車軸從淬火平臺3上移走，然后再將下一根待淬火的車軸放到淬火平臺3上。從預(yù)應(yīng)力矯直裝置進行夾緊矯直到完成淬火的過程不超過25秒。并且，在淬火過程中，夾緊單元對的夾緊力是隨時間變化的，使得車軸在淬火過程中達到較好的矯直效果。圖1中左右兩個淬火槽共用一個中間的工件傳送架，加熱好的工件由工件傳送架傳送至兩個淬火槽之間，并通過機械手放置到兩側(cè)的V形塊52中，在盡量減少工裝配置的情況下，提高了車軸熱處理的效率。

本發(fā)明的有益效果如下：

首先，夾緊單元采用一側(cè)固定，另一側(cè)夾緊油缸推動夾緊，保證工件在矯直時的平直度。

其次，在工件入水淬火前，夾緊單元施加預(yù)應(yīng)力對車軸進行夾緊矯直，然后淬火時，工件軸向變形時，第一滑塊也跟著工件軸向移動，避免工件軸向變形過大而破裂，并且左夾緊塊和右夾緊塊對于工件的持續(xù)加壓，夾緊力不斷調(diào)整，控制了工件徑向變形。

再次，本申請淬火設(shè)備中，夾緊單元、推送單元等工裝設(shè)計，能很好控制車軸變形，滿足車軸的性能要求，無需后道人工矯直工序。

以上只是對發(fā)明進行了示例性的說明，本發(fā)明的具體實現(xiàn)方式并不局限于此。任何采用本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案進行的非實質(zhì)性修改，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。