一种感应热处理柔性加工中心及其加工方法与流程

本发明涉及热处理领域，具体涉及一种感应热处理柔性加工中心及其加工方法。

背景技术：

柔性自动化生产技术简称柔性制造技术，它以工艺设计为先导，以数控技术为核心，对消费者的不用需求，迅速做出反应，自动化地完成企业多品种、多批量的加工、制造、装配、检测等过程的先进生产技术，在提高产品的产量和质量的同时，降低成本。在汽车、拖拉机、内燃机、机床等流水线上，金属的机械加工早已实现柔性化生产，但是在热处理领域一直是个空缺。

申请号cn201310221942.8-全自动环形柔性淬火机，公开了一种转塔式多工位淬火架，每个架子上一套热处理机构，能够同时放置多个工件实现多工位同时加工，但是并不能实现一个工件的采用不同感应头的多步热处理柔性加工。

技术实现要素：

本发明为解决单个零件多步热处理工艺柔性加工问题，提出了一种热处理感应头快换结构，使加工中心能够自动按照热处理要求进行更换，从而实现热处理的柔性化加工。

本发明为解决上述技术问题，采用的技术方案为：一种感应热处理柔性加工中心，包括主机、工作台、感应头更换装置和冷却液池；冷却液池在工作台的下方，主机里面安装有加热系统、冷却系统和对整个加工中心进行控制的控制系统，主机朝向工作台的侧面安装有能够沿z轴移动的感应头安装架，感应头安装架上设有工件冷却喷头和感应头快换柄安装孔，工件冷却喷头与冷却系统水路连接，感应头快换柄安装孔为两个孔，且两个孔相互绝缘，孔底与加热系统电连接，并且孔底开有通孔与冷却系统水路连接；工作台包括工件安装架和能够带动工件安装架沿x轴和y轴移动的工件平移装置；感应头更换装置包括感应头库、驱动机构、立柱和平移装置，感应头库安装在驱动机构上，驱动机构安装在立柱上，立柱安装在平移装置上，感应头库包括一个圆盘，在圆盘的外圆周上安装多个卡爪用于抓取感应头快换柄；感应头快换柄由左右两部分组成，左右两部分之间夹有绝缘板，左右两部分分别开有通孔与感应头中间的通孔和感应头快换柄安装孔孔底开的通孔连通，形成冷却液水路，感应头快换柄一端通过锁紧机构ⅰ将感应头锁紧，另一端插入感应头快换柄安装孔中，并由锁紧机构ⅱ锁紧。

进一步地，所述感应头快换柄与感应头快换柄安装孔的底部之间夹有垫片，所述垫片采用导体制成；所述垫片中间开有通孔，保证冷却液水路的畅通。

进一步地，所述感应头快换柄开有锥孔与感应头锥面配合，锁紧机构ⅰ为顶丝将感应头锁紧。

进一步地，所述感应头快换柄插入感应头快换柄安装孔后，锁紧机构ⅱ为上下两个顶块将感应头快换柄夹紧固定。

进一步地，本发明感应头库的另一种实施方式，采用子母圆盘结构，在母盘的圆周上安装多个子盘，每个子盘在圆周上安装多个卡爪。

进一步地，本发明感应头库的另一种实施方式，感应头库采用履带传送结构，履带的环绕形状采用圆形、矩形或者s形，在履带上安装多个卡爪。

一种感应热处理柔性加工中心的加工方法，采用以下步骤进行：

（1）感应头库旋转使当前加工工序需要的感应头位于准备工位b；

（2）感应头库沿x轴负方向平移使感应头快换柄对准感应头快换柄安装孔；

（3）感应头库沿y轴正方向移动使感应头快换柄插入感应头快换柄安装孔，然后锁紧机构ⅱ上下两个顶块将感应头快换柄夹紧固定；

（4）感应头库的卡爪松开感应头快换柄，然后沿x轴正方向移动退出加工区域；

（5）安装在工件安装架的工件在工件平移装置的带动下靠近感应头；

（6）感应头通电通水进行热处理；

（7）热处理完成后工件在工件平移装置带动下沿y轴负方向移动推出加工区域；

（8）感应头库沿x轴负方向移动，用卡爪夹紧感应头快换柄，然后锁紧机构ⅱ松开夹紧感应头快换柄，感应头库沿y轴负方向移动将感应头快换柄取出；

（9）感应头库旋转使下一步工序需要的感应头对准感应头快换柄安装孔；

（10）重复步骤（3）-（9）使用不同感应头对工件进行热处理柔性加工；

（11）热处理完成后，感应头库沿x轴正方向移动退出加工区域。

本发明的有益效果：本发明采用机械加工中心的整体结构，设计了一个感应头库，利用感应头快换柄实现了热处理感应头的快速装卡，从而实现了热处理加工中心的自动化，对一个工件的多步热处理的柔性加工，不用二次装卡，减少了热处理误差，效率高稳定性好。

附图说明

图1本发明的主视图；

图2本发明的俯视图；

图3本发明感应头快换柄工作状态剖视图；

图4本发明图3的a向剖视图；

图5本发明感应头库的另一种实施方式；

图6本发明感应头库的另一种实施方式。

附图标记：1-主机、2-工作台、3-感应头更换装置、4-冷却液池、5-加热系统、6-冷却系统、7-感应头安装架、8-工件冷却喷头、9-感应头快换柄安装孔、10-工件安装架、11-工件平移装置、12-感应头库、13-驱动机构、14-立柱、15-平移装置、16-卡爪、17-感应头快换柄、18-感应头、19-锁紧机构ⅰ、20-锁紧机构ⅱ、21-垫片、22-绝缘板、23-冷却液水路、24-控制系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

如图1、图2和图3所示一种感应热处理柔性加工中心，包括主机1、工作台2、感应头更换装置3和冷却液池4；所述冷却液池4在工作台2下方，所述主机1里面安装有加热系统5、冷却系统6和对整个加工中心进行控制的控制系统24，主机1朝向工作台2的侧面安装有能够沿z轴移动的感应头安装架7，所述感应头安装架7上设有工件冷却喷头8和感应头快换柄安装孔9，所述工件冷却喷头8与冷却系统6水路连接，所述感应头快换柄安装孔9为两个孔，且两个孔相互绝缘，孔底与加热系统5电连接，并且孔底开有通孔与冷却系统6水路连接；所述工作台2包括安装工件的工件安装架10和能够带动工件安装架10沿x轴和y轴移动的工件平移装置11；所述感应头更换装置3包括感应头库12、驱动机构13、立柱14和平移装置15，所述感应头库12安装在驱动机构13上，所述驱动机构13安装在立柱14上，所述立柱14安装在平移装置15上实现x轴和y轴移动，所述感应头库12采用圆盘结构，在圆盘的外圆周上安装多个卡爪16用于抓取感应头快换柄17；所述感应头快换柄17由左右两部分组成，左右两部分之间夹有绝缘板22，左右两部分分别开有通孔与感应头18中间的通孔和感应头快换柄安装孔9孔底开的通孔连通，形成冷却液水路23，工作时，冷却系统6将冷却液送入冷却液水路23，对感应头18进行冷却；所述感应头快换柄17一端通过锁紧机构ⅰ19将感应头18锁紧，另一端插入感应头快换柄安装孔9中，并由锁紧机构ⅱ20锁紧。

如图3所示，所述感应头快换柄17与感应头快换柄安装孔9的底部之间夹有垫片21，所述垫片21采用导体制成，起到导电和密封作用；所述垫片21中间开有通孔，保证冷却液水路23的畅通。

如图4所示，所述感应头快换柄17开有锥孔与感应头18的锥面配合，锁紧机构ⅰ19为顶丝将感应头18锁紧。

所述感应头快换柄17插入感应头快换柄安装孔9后，锁紧机构ⅱ20为上下两个顶块将感应头快换柄17夹紧固定。

如图5所示，本发明感应头库12的另一种实施方式，采用子母圆盘结构，在母盘的圆周上安装多个子盘，每个子盘在圆周上安装多个卡爪16。

如图6所示，本发明感应头库12的另一种实施方式，采用履带传送结构，履带的环绕形状采用圆形、矩形或者s形，在履带上安装多个卡爪16。

一种感应热处理柔性加工中心的加工方法，按照以下步骤进行：

（1）感应头库12旋转使当前加工工序需要的感应头18位于准备工位b；

（2）感应头库12沿x轴负方向（参看图2）平移使感应头快换柄17对准感应头快换柄安装孔9；

（3）感应头库12沿y轴正方向（参看图2）移动使感应头快换柄17插入感应头快换柄安装孔9，然后锁紧机构ⅱ20上下两个顶块将感应头快换柄17夹紧固定；

（4）感应头库12的卡爪16松开感应头快换柄17，然后沿x轴正方向移动退出加工区域；

（5）安装在工件安装架10的工件在工件平移装置11的带动下靠近感应头18；

（6）感应头18通电通水对待加工工件进行热处理；

（7）热处理完成后工件在工件平移装置11带动下沿y轴负方向移动推出加工区域；

（8）感应头库12沿x轴负方向移动，用卡爪16夹紧感应头快换柄17，然后锁紧机构ⅱ20松开夹紧感应头快换柄17，感应头库12沿y轴负方向移动将感应头快换柄17取出；

（9）感应头库12旋转使下一步工序需要的感应头18对准感应头快换柄安装孔9；

（10）重复步骤（3）-（9）使用不同感应头对工件进行热处理柔性加工；

（11）热处理完成后，感应头库12沿x轴正方向移动退出加工区域。

作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所做出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。