CN1858268A - 轴承内外套圈淬火工艺及其淬火设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热处理工艺和装置，特别是一种轴承内外套圈淬火工艺及其淬火压床。该淬火工艺的步骤是套装加热、淬火装料、对轴承内外圈同时淬火、套装出料。专用淬火设备包括轴承内、外圈淬火设备和用于抓取轴承外圈的机械手，轴承外套淬火压床采用固定模具，轴承内套淬火设备采用涨套式模具，淬火采用封闭浸没式淬火。本发明的特点是淬火工艺简单、实用，经济效益高，淬火设备，具有结构简单，工艺适用性好。工件在淬火时，内外面同时浸油冷却，轴承内、外套冷却均匀，保证了轴承内、外套硬度均匀、变形小；上悬挂机械手上料，提高了操作的安全性，并且使本方案的占地面积小，空间利用率高；本淬火压床非常适合与大批量热处理生产线的配套使用。

Description

轴承内外套圈淬火工艺及其淬火设备

技术领域

本发明涉及一种热处理工艺和装置，特别是一种轴承内外套圈淬火工艺及其淬火设备。

背景技术

在轴承加工过程中，需要对轴承内外圈进行淬火处理，特别是我国铁路的多次提速，对铁路轴承的要求也越来越高。对铁路轴承内外圈成品要求渗碳层厚度1.5-2.3mm，工件表面淬火回火后硬度60-64HRC，心部硬度35-45HRC。由于轴承钢淬火畸变大，收缩严重，以致在后续加工中造成渗碳层偏浅甚至被加工掉，或者因为变形不均匀、部分区域黑皮加工不掉而导致批量报废。同时，目前在对轴承内外套圈进行加热时，均采用对内外套圈分别进行加热，加热设备的利用率很低，浪费了大量的能源。

为解决淬火畸变大，收缩严重的问题，人们做了大量的工作，本发明人在2004年7月28日就申请了《一种多工位轴承内外套淬火压床》专利号为2004200886806.9的实用新型专利，该项专利的技术方案包括底座、立柱、支撑梁、上下动力缸、上下滑块、上下主轴，上下模具、导轨、冷却油箱。底座、立柱和支撑梁安装固定为一体，上动力缸安装在支撑梁上，并与上滑块和上主轴相连接，上模具安装在上主轴上。下动力缸安装在底座上，并与下滑块和下主轴相连接，下模具安装在下主轴上。本实用新型在保证工件淬火硬度的同时，可减少淬火形变，降低材料损耗和废品率，缩短磨削工时，提高工效，降低劳动强度，实现多工位淬火工序的连续化。目前本发明人在上述专利基础上对淬火工艺和淬火压床进行了改进。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种新的淬火工艺，将轴承内、外套圈进行套装加热，即将轴承内圈放在轴承外圈中同时进行加热，然后将轴承内、外套圈分别放入轴承内、外套淬火设备中同时淬火，然后套装出料，提高了加热设备的加热效率。

本发明的目的之二是提供一种将具有淬火功能的机床合理的组合在一起，可同时对两套铁路轴承即两个外套、四个内套进行同时淬火处理，并且可实现工件的定位、淬火、脱模等自动完成的铁路轴承内、外套圈淬火设备。

为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种轴承内外套圈淬火工艺，该淬火工艺的步骤是：

a、套装加热：将需要淬火的轴承内圈放入轴承的外圈中，通过加热炉对轴承内、外圈同时加热：

b、淬火装料：将加热后的轴承内、外圈分别放入轴承内、外圈淬火设备中；

c、对轴承内外圈同时淬火：通过轴承内、外圈淬火设备对轴承内、外圈进行定位固定淬火；

d、出料：淬火后的轴承内、外圈从淬火设备中自动脱料后，将轴承外圈再套在轴承内圈后，套装出料。

上述的淬火装料过程是通过机械手将轴承外圈抓起后放入轴承外圈淬火设备中。

用于轴承内外套圈淬火工艺的专用轴承内、外套圈淬火设备，该设备包括轴承内、外圈淬火设备底座、淬火模具、立柱和安装在立柱上的横梁，其特征在于在轴承外套淬火压床的底座上安装有可移动的箱式工作台，在箱式工作台上安装有轴承外套淬火下模具，在轴承外套淬火床的底座上固定有立柱，立柱上固定有横梁，在横梁上通过油缸连接有可上下移动的活动横梁，冷却油罩固定在活动横梁上，冷却油罩的下端面安装有密封圈，在冷却油罩内安装有与箱式工作台上的下模具相对应的轴承外套淬火上模具，上模具与固定在活动横梁上的油缸相连，在箱式工作台的一侧安装有冷却油进口，冷却油进口与冷却油输送管上的出口相对应；在横梁上的伸出部分安装有导轨，在道轨上安装有可沿道轨移动的用于抓取轴承外圈的机械手，在轴承外套淬火压床一侧机械手移动范围内的下方固定有轴承内套淬火设备，在轴承内套淬火设备的工作台内安装有可升降的轴承内套淬火模具。

上述安装在箱式工作台上的轴承外套淬火下模具为两套。

上述机械手的移动是通过安装在横梁上的水平移动气缸带动移动座移动，在移动座上安装有垂直提升气缸，垂直提升气缸一端固定在移动座上，另一端与机械手相连。

上述轴承内套淬火设备的工作台内安装的可升降的轴承内套淬火模具包括由涨紧锥体和与涨紧锥体配套的涨紧套，在由工作台形成的热处理箱体内安装有将箱体分为上、下两个腔室的隔板，在隔板的下平面上安装有带动被淬火零件上下移动的油缸和与淬火模具中的涨紧锥体相连接的涨紧油缸，油缸的活塞杆伸出隔板并与上腔室内的升降板固定相连，在升降板和热处理箱体的上平面与淬火模具相对应处开有孔，在升降板上与开孔位置对应处固定有零件支承座，在隔板的上平面上安装有固定淬火模具的支座，油缸的活塞杆穿过支座与淬火模具中的涨紧锥体相连接，热处理箱体下腔室上安装有冷却液进口，在热处理箱体上腔室上安装有冷却液出口，在隔板上开有可使冷却液进入上、下腔室的通道。

上述油缸和与涨紧油缸相连接的淬火模具的数量为两套，在升降板和由工作台形成的热处理箱体的上平面与淬火模具相对应处开有两个孔。

在上述由工作台形成的热处理箱体上腔室上开有用于溢流的溢流孔。

本发明的特点是：1、淬火工艺简单、实用，经济效益高。本淬火工艺中的套装加热，可提高热处理加热设备的加热效率和加热速度一倍，同时可有低加热设备的加热成本一倍以上，对于大批量轴承加工企业来说，经济效益非常显著。2、于上述工艺相配套的淬火设备，具有结构简单，工艺适用性好，工件定位准确，提高了轴承内、外套淬火的工作效率和质量；3、工件在淬火时，内外面同时浸油冷却，轴承内、外套冷却均匀，这样就保证了轴承内、外套硬度均匀、变形小；4、通过上悬挂机械手上料，提高了操作的安全性，并且使本方案的占地面积小，空间利用率高；5、本淬火压床同时可对两套铁路轴承进行淬火，非常适合与大批量热处理生产线的配套使用。

附图说明

附图1为本发明实的结构示意图；

附图2为本发明轴承外套淬火压床的结构示意图；

附图3为本发明轴承内套淬火设备工作台的结构示意图。

具体实施方式

一套铁路轴承是由两个内套和一个外套组成，在对其内、外套圈进行淬火时，将两个轴承内套摞起后装在一个轴承外套中，送入连续加热炉中进行加热，加热后的铁路轴承内、外套圈通过快速移动辊道输送到如图1所示的轴承内套淬火设备的工作台26上，通过安装在横梁3上的伸出部分的导轨18上的机械手22将轴承外套7抓起，沿导轨向左移动，放入安装在箱式工作台14上的轴承外套淬火下模具15中进行淬火，两套轴承内套23通过安装在右侧的轴承内套淬火设备进行淬火。

淬火结束后，通过机械手22将轴承外套7抓起后，套装在轴承内套后出料。

图1、2、3中，1-油缸、2-冷却油输送管、3-横梁、4-油缸、5-上模具、6-冷却油罩、7-轴承外套、8-立柱、9-出口、10-气缸、11-底座、12-冷却油进口、13-内腔、14-箱式工作台、15-下模具、16-密封圈、17-活动横梁、18-导轨、20-移动座、21-垂直提升气缸、22-机械手、23-轴承内套、24-水平移动气缸、25-立柱、26-工作台、27-零件支承座、28-升降板、29-活塞杆、30-涨紧锥体、31-涨紧套、32-上腔室、33-溢流孔、34-孔、35-涨紧油缸、36-通道、37-下腔室、38-冷却液进口、39-油缸、40-隔板、41-支座、42-出口

轴承内套的淬火过程如图3所示，轴承内套淬火设备的工作台26为一箱体结构，被加热的轴承内套23被输送到工作台26上，这时固定在升降板28上的零件支承座27通过油缸39的活塞杆29被上举到工作台26上平面的开孔位置，支承座的上平面与工作台的上平面平齐，轴承内套被放置在零件支承座上，这时活塞杆29下降，带动升降板和零件支承座下降，淬火模具的涨紧锥体30穿过升降板28和零件支承座中间的孔内。由于涨紧锥体30上部的锥台可使轴承内套被自动找正套入淬火模具中的涨紧套31内。当油缸39下降到底位时，如图3的右侧视图所显示的位置，这时涨紧油缸35的活塞杆向下移动，由于涨紧油缸35的活塞杆与涨紧套相连，将涨紧套撑开，将工件23定位夹紧。冷却液通过安装在工作台一侧的冷却液进口38和隔板40上的通道36进入工作台内的上腔室32内，同时冷却液通过下腔室37、支座41上开的孔34和涨紧套进入工件的内面，同时对轴承内套的内外面进行淬火，高出溢流面的冷却液通过溢流孔33返回到油池中。淬火结束后，工作台内的冷却液通过出口42返回油池中。涨紧油缸的活塞杆向上移动，涨紧套缩回，同时活塞杆29向上移动，通过升降板28和零件支承座27将轴承内套升举到工作台的上平面，完成对工件的淬火过程。

如图3所示，本技术方案是由两套淬火模具组成，中心线左侧为淬火过程中取工件工位，中心线右侧为淬火过程中淬火工位。在对铁路轴承内套进行热处理时，该装置可以同时处理四个内套，左侧模具中两套，右侧模具中两套。

轴承外套的淬火过程如图1、2所示，轴承外套7由机械手22抓起后，机械手沿导轨18向左移动，此时箱式工作台14在图2所示的待料位置。机械手将轴承外套放入箱式工作台14上安装的轴承外套淬火下模具15中，然后箱式工作台14在固定安装在底座11上的气缸10作用下向右移动，使固定在冷却油罩6内的轴承外套淬火上模具5与其在同一轴线上，同时箱式工作台一侧安装的冷却油进口12与冷却油输送管2上的出口9密闭配合。在轴承外套淬火床的底座11上固定有立柱8，立柱上固定有横梁3，在横梁3上通过油缸1连接有可上下移动的活动横梁17，冷却油罩6固定在活动横梁17上，冷却油罩6的下端面安装有密封圈16，上模具5与固定在活动横梁17上的油缸4相连。当箱式工作台14向有移动到位后，油缸1带动冷却油罩6向下移动，使冷却油罩6下端面的密封圈16与箱式工作台14的上平面形成密封，同时轴承外套淬火上模具5插入轴承外套与轴承外套淬火下模具15将轴承外套定位、压紧，这时冷却油由冷却油输送管2、出口9和冷却油进口12进入箱式工作台14内腔13中，通过箱式工作台14上平面上开的孔进入冷却油罩6对轴承外套进行淬火处理；淬火结束后，冷却油通过安装在工作台14上的回流泄油阀将冷却油排出。冷却油罩6向上移动到位后，箱式工作台向左移动，轴承外套通过机械手22抓取后，向右移动将轴承外套再套在轴承内套上，套装出料，完成一个淬火循环。

机械手22的移动是通过安装在横梁3上的水平移动气缸24带动移动座20移动，在移动座20上安装有垂直提升气缸21，垂直提升气缸21一端固定在移动座20上，另一端与机械手22相连可使机械手完成上下移动的动作。为提高横梁3的稳定性，在横梁右端安装有立柱25。

Claims (8)

1、一种轴承内外套圈淬火工艺，该淬火工艺的步骤是：

a、套装加热：将需要淬火的轴承内圈放入轴承的外圈中，通过加热炉对轴承内、外圈同时加热：

b、淬火装料：将加热后的轴承内、外圈分别放入轴承内、外圈淬火设备中；

c、对轴承内外圈同时淬火：通过轴承内、外圈淬火设备对轴承内、外圈进行定位固定淬火；

d、出料：淬火后的轴承内、外圈从淬火设备中自动脱料后，将轴承外圈再套在轴承内圈后，套装出料。

2、根据权利要求1所述的一种轴承内外套圈淬火工艺，其特征在于上述的淬火装料过程是通过机械手将轴承外圈抓起后放入轴承外圈淬火设备中。

3、一种用于权利要求1所述的轴承内外套圈淬火工艺的专用轴承内、外套圈淬火设备，该设备包括轴承内、外圈淬火设备底座、淬火模具、立柱和安装在立柱上的横梁，其特征在于在轴承外套淬火压床的底座(11)上安装有可移动的箱式工作台(14)，在箱式工作台(14)上安装有轴承外套淬火下模具(15)，在轴承外套淬火床的底座(11)上固定有立柱(8)，立柱上固定有横梁(3)，在横梁(3)上通过油缸(1)连接有可上下移动的活动横梁(17)，冷却油罩(6)固定在活动横梁(17)上，冷却油罩(6)的下端面安装有密封圈(16)，在冷却油罩(6)内安装有与箱式工作台(14)上的下模具(15)相对应的轴承外套淬火上模具(5)，上模具(5)与固定在活动横梁(17)上的油缸(4)相连，在箱式工作台(14)的一侧安装有冷却油进口(12)，冷却油进口与冷却油输送管(2)上的出口(9)相对应；在横梁(3)上的伸出部分安装有导轨(18)，在道轨(18)上安装有可沿道轨移动的用于抓取轴承外圈(7)的机械手(22)，在轴承外套淬火压床一侧机械手(22)移动范围内的下方固定有轴承内套淬火设备，在轴承内套淬火设备的工作台(26)内安装有可升降的轴承内套淬火模具。

4、根据权利要求3所述的一种铁路轴承内外套圈淬火设备，其特征在于上述安装在箱式工作台(14)上的轴承外套淬火下模具(15)为两套。

5、根据权利要求3所述的一种铁路轴承内外套圈淬火设备，其特征在于上述机械手(22)的移动是通过安装在横梁(3)上的水平移动气缸(24)带动移动座(20)移动，在移动座(20)上安装有垂直提升气缸(21)，垂直提升气缸(21)一端固定在移动座(20)上，另一端与机械手(22)相连。

6、根据权利要求3所述的一种铁路轴承内外套圈淬火设备，其特征在于上述轴承内套淬火设备的工作台(26)内安装的可升降的轴承内套淬火模具包括由涨紧锥体(30)和与涨紧锥体配套的涨紧套(31)，在由工作台(26)形成的热处理箱体内安装有将箱体分为上、下两个腔室的隔板(40)，在隔板(40)的下平面上安装有带动被淬火零件上下移动的油缸(39)和与淬火模具中的涨紧锥体(30)相连接的涨紧油缸(35)，油缸的活塞杆(29)伸出隔板并与上腔室(32)内的升降板(28)固定相连，在升降板和热处理箱体的上平面与淬火模具相对应处开有孔，在升降板上与开孔位置对应处固定有零件支承座(27)，在隔板(40)的上平面上安装有固定淬火模具的支座(41)，油缸(39)的活塞杆穿过支座(41)与淬火模具中的涨紧锥体(30)相连接，热处理箱体下腔室(37)上安装有冷却液进口(38)，在热处理箱体上腔室(32)上安装有冷却液出口(42)，在隔板(40)上开有可使冷却液进入上、下腔室的通道(36)。

7、根据权利要求6所述的一种铁路轴承内外套圈淬火设备，其特征在于上述油缸(39)和与涨紧油缸(35)相连接的淬火模具的数量为两套，在升降板和由工作台(26)形成的热处理箱体的上平面与淬火模具相对应处开有两个孔。

8、根据权利要求6所述的一种铁路轴承内外套圈淬火设备，其特征在于在上述由工作台(26)形成的热处理箱体上腔室(32)上开有用于溢流的溢流孔(33)。

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