[发明专利]长轴类零件的热成型及淬火一体机床

说明书

技术领域

本发明涉及长轴类零件的热成型及淬火一体机床，能在一个工序中实现各种长轴类零件热成型工艺和淬火、自回火。

背景技术

长轴类零件在热成形及淬火、自回火时经历了高温到淬火后温度的急速冷却过程，它同时伴随着剧烈的冷缩的现象。钢淬火时需要加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，内部组织进行奥氏体的充分转变。不同钢材的淬火温度不相同、淬火件的一般要达到850℃~930℃。

在零件热成型量，需要在加热后及时移动到模具中成型。在移动中零件与空气和模具的接触中会散掉一部分热量。为保证零件在淬火、回火时工艺所需要的温度，要把零件加热温度再提高20℃~50℃左右，以弥补钢材的热损失。这又不可避免的加剧了此类零件热胀冷缩的变化量。

碳钢、合金钢的热膨胀系数在70℃~1000℃达17.6×10^-6/℃，长轴类零件在成型前由室温加热到淬火温度，热成型后，在淬火时又从淬火温度急剧冷却到自回火温度（约160℃~250℃），就出现热胀冷缩的现象。零件线性（轴向）的尺寸也会随着温度的升高和降低而随之变长和缩短。所以，零件在热成形时的尺寸要在最终尺寸之上增加相应的膨胀量，等淬火收缩后，得到最终尺寸。但零件在淬火液中的变化是分阶段的，第一个阶段是零件从加热温度到马氏体转变温度，零件尺寸主要以收缩为主；第二个阶段是零件从马氏体转变温度至淬火终了温度，零件内部出现马氏体组织，零件又要膨胀。所以整个淬火过程的热胀冷缩比较复杂，主要经过了先冷缩再膨胀的过程。这个过程中的零件总体是以收缩为主，其收缩尺寸非线性，其量值不好掌握和控制。

国内外目前加工长轴类零件热成形及淬火、自回火工艺是在不同的设备上来实现，即在一台设备上进行热成形，而在另外一台设备上进行整体淬火，并在淬火设备上采取一定的控制淬火变形的措施，仅控制零件的几个点的尺寸，其它的尺寸任由其收缩，不作形状精度控制。两台设备的技术方案就不可避免地延长了零件加工的时间，降低了效率，也给制造厂家增加了设备购置的成本。

发明内容

为了能在一个工序中实现长轴类零件热成型和淬火、自回火，提高工作效率，降低成本，本发明提出长轴类零件的热成型及淬火一体机床。

为达到目的，本发明采用以下技术方案：长轴类零件的热成型及淬火一体机床，包括底座、淬火液水箱、立式床身、模具安装板，液压站、电气控制柜；

淬火液水箱连接在底座的上面，立式床身安装在淬火液水箱底部，立式床身的下部在淬火液水箱内；

立式床身设有垂直方向的滑动导轨，模具安装板垂直安装在立式床身的滑动导轨的滑块上，模具安装板通过电动升降机构驱动，模具安装板能沿滑动导轨上下运动，从而带动成型后的零件做垂直上下运动，达到浸液淬火的目的；

热成型模具安装在模具安装板上；液压站及电气控制柜设置在底座的旁边；

所述热成型模具的结构为：由铰链式上模机构、下模机构、左右对称布置的侧模机构、零件定位机构组成；

侧模机构有两个，对称布置在模具安装板的两端；侧模机构，由侧模模板、侧模油缸、支撑座组成，侧模模板的上端面和右端面开有V型槽，侧模油缸连接在支撑座上，侧模油缸的活塞杆与侧模模板连接；侧模模板上面的V型槽用于放置零件，侧模模板的右端面的V型槽的作用是挤压零件使之弯形；所有V型槽切向方向都加工有多个均匀布置的槽口，作为散热槽；在侧模模板右上角安装一个辊轮，零件成形时，与辊轮发生滚动摩擦，而不使侧模模板伤及零件外表面；

铰链式上模机构的结构：包括上模安装板、左右两块上模板、模板导向块、1对铰链、1个可调式联轴器、1个上模油缸、导轨、滑块，上模安装板固定在模具安装板上部，模板导向块横向安装在上模安装板上，左右两块上模板在模板导向块内导向上，模板只能通过导向块向左右方向移动，左右两块上模板的左右移动是靠1对铰链控制，两模板上有圆轴分别与铰链连接，铰链的上端均连接在滑块的铰轴上，滑块通过可调式联轴器与上模油缸连接；上模安装板在模具安装板的导轨内导向，上模安装板通过安装在模具安装板上的主油缸驱动；模板的下端面及和左端面开有V型槽；

下模机构,由下模板、支撑板、导轨、可调式联轴器、下夹紧模油缸组成,下模板固定在上模安装板的下半部，支撑板位于模板的内腔，支撑板通过导轨导向，下夹紧模油缸固定在模具安装板上，下夹紧模油缸通过可调式联轴器与支撑板连板，起到夹紧作用；

零件定位机构为两套，安装在模具安装板两侧，起到轴向定位作用；