一种货叉加工用中频感应加热工艺的制作方法

1.本发明涉及货叉热处理加工技术领域，更具体地说，它涉及一种货叉加工用中频感应加热工艺。


背景技术：

2.在货叉的加工过程中，需要对货叉直坯料进行折弯至所需的直角结构的货叉，以形成l型钢制构件，并需要对l型钢制构件进行热处理加工，以提高货叉的物理性能。
3.而在叉车货叉行业内对货叉进行热处理加工一般采用电阻炉和天然气炉等，采用上述两种加热炉对货叉进行加热，需要人工搬运货叉，劳动强度大，并且上述两种加热炉对货叉的能耗高、效率低，况且，使用上述两种加热炉对货叉加热后，货叉的硬度性能常常不均匀，经常规测量货叉淬火后表面硬度最大不会超过布氏硬度450hb，直面变形大、角度不一致。
4.中频感应加热设备作为一种环保加工设备逐渐获得推广，其利用电磁感应的原理，使置于感应线圈中的工件中产生涡流，从而使工件发热，加热至所需温度，设备采用串联谐振或并联谐振，因而功率因数较高，与传统加热方式相比具有效率高，污染小等优点。
5.但是，目前采用中频感应加热炉进行热处理基本在钢厂圆钢和齿轮等行业，在叉车货叉行业内没有这样的设备来完成热处理，为此，我们引用来对货叉的热加工处理设备进行改良，以来解决货叉热处理过程中存在的如下问题：现有加热炉对货叉的加热效率低下，能耗较高，货叉淬火处理后硬度低，且不一致，以及货叉的角度与货叉平面变形不一致等。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种货叉加工用中频感应加热工艺，来解决背景技术中存在的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种货叉加工用中频感应加热工艺，采用货叉加工用中频感应加热炉系统进行加工操作，包括以下步骤：
8.s1、将折弯处理后的货叉工件进行附件焊接；
9.s2、对附件焊接后的货叉工件进行焊缝检测；
10.s3、使用叉车将货叉工件堆放至上料机构的积放辊道上，而后上料机构将货叉工件输送至感应加热炉的l仿形线圈炉体；
11.s4、感应加热炉在中频igbt电源的控制下，对l仿形线圈炉体内的货叉工件进行中频均匀加热；
12.s5、滑行小车将感应加热炉内加热处理好的货叉工件转运至工装升降机构的工装夹具上；
13.s6、工装升降机构的龙门升降机将装载货叉工件的工装夹具下放至冷却槽内，以对工装夹具上的货叉工件进行入水淬火处理；
14.s7、货叉工件入水淬火处理完成后，滑行小车将工装夹具上货叉工件叉起，并放置出料机构的积放辊道上；
15.s8、出料机构完成中频感应淬火后货叉工件出料输送。
16.优选地，所述s3中上料机构进行货叉工件上料的速度为0.5－1min/件。
17.优选地，所述s4中感应加热炉对货叉工件的加热温度控制在850－870℃。
18.优选地，所述s4中的中频igbt电源控制感应加热炉中频加热的输出功率为500kw－600kw。
19.优选地，所述s5中工装升降机构的工装夹具数量至少有一个。
20.优选地，所述s6中冷却槽内的冷却介质为普通水、盐水或碱水。
21.优选地，所述货叉加工用中频感应加热炉系统，包括：
22.上料机构，用于积放货叉工件，并将货叉工件推送至感应加热炉内；
23.感应加热炉，固定设置在上料机构尾端的出料端口处，其配套连接有中频igbt电源，用于对推送的货叉工件进行中频感应加热；
24.出料机构，固定设置在感应加热炉的出料端口，用于对加热后货叉工件的进行转运和出料作业；
25.工装升降机构，固定安装于感应加热炉与出料机构之间，其包括龙门升降机和与龙门升降机连接的工装夹具，工装夹具用于放置和夹紧货叉工件，工作时，龙门升降机驱动至少一个工装夹具上升或下降，以将工装夹具上的货叉工件放置冷却槽内；
26.冷却槽，固定安装在工装升降机构的底部，其内部存放有冷却水，用于对加热后的货叉工件进行入水淬火。
27.优选地，所述感应加热炉包括l仿形线圈炉体，l仿形线圈炉体内设置有支撑架，支撑架底部固定安装有中频用电熔，中频用电熔与l仿形线圈炉体内的线圈电连接，l仿形线圈炉体的前端具有货叉工件进口，尾端具有货叉工件出口，l仿形线圈炉体的加热腔内还设置有水冷不锈钢滑道。
28.与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
29.本发明，通过对货叉采用中频感应配合入水淬火方式进行热处理加工，货叉加热速度快，生产加工效率高；感应加热时，依靠感应电流直接对货叉进行加热，热损失少，货叉采用上述工艺进行热处理加工后，整体硬度性能高，且均匀基本一致，货叉淬火后表面硬度最小是布氏硬度500hb，且货叉直面和角度能够基本一致，后期安装在叉车上使用过程中基本无变形的情况发生。
附图说明
30.图1为本发明的货叉加工用中频感应加热工艺的工艺流程示意图；
31.图2为本发明的货叉加工用中频感应加热工艺的中频感应加热炉系统整体结构示意图；
32.图3为本发明的货叉加工用中频感应加热炉系统的上料机构结构示意图；
33.图4为本发明的货叉加工用中频感应加热炉系统的感应加热炉结构示意图；
34.图5为本发明的货叉加工用中频感应加热炉系统的工装升降机构结构示意图；
35.图6为本发明的货叉加工用中频感应加热炉系统的出料机构结构示意图。
36.1、上料机构；2、感应加热炉；3、冷却槽；4、工装升降机构；5、出料机构；
37.11、上料平台；12、积放辊道a；13、侧推组件；14、上料组件；15、推料组件；16、机架b；17、机架a；18、纠偏辊道b；19、纠偏辊道a；21、l仿形线圈炉体；22、支撑架；23、中频用电熔；24、货叉工件进口；25、货叉工件出口；26、水冷不锈钢滑道；41、龙门升降机；42、工装夹具；51、条形架；52、升降器；53、滑行小车；54、承载底架；55、取料叉齿；56、齿条导轨；57、机架c；58、立架；59、积放辊道b；
38.111、槽口；131、推板；411、导向轮；412、起重链条；413、升降执行件；414、龙门架；421、l型平台；422、叉柄压紧件；423、叉壁压紧件；424、架体；531、驱动执行件；532、限位轮；533、平板台。
具体实施方式
39.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
40.实施例1
41.在本实施例中提供了一种货叉加工用中频感应加热工艺，采用货叉加工用中频感应加热炉系统进行加工操作，参阅图1，包括以下步骤：
42.s1、将折弯处理后的货叉工件进行附件焊接；
43.s2、对附件焊接后的货叉工件进行焊缝检测；
44.s3、使用叉车将货叉工件堆放至上料机构的积放辊道上，而后上料机构将货叉工件输送至感应加热炉的l仿形线圈炉体；
45.s4、感应加热炉在中频igbt电源的控制下，对l仿形线圈炉体内的货叉工件进行中频均匀加热；
46.s5、滑行小车将感应加热炉内加热处理好的货叉工件转运至工装升降机构的工装夹具上；
47.s6、工装升降机构的龙门升降机将装载货叉工件的工装夹具下放至冷却槽内，以对工装夹具上的货叉工件进行入水淬火处理；
48.s7、货叉工件入水淬火处理完成后，滑行小车将工装夹具上货叉工件叉起，并放置出料机构的积放辊道上；
49.s8、出料机构完成中频感应淬火后货叉工件出料输送。
50.本实施例中，所述s3中上料机构进行货叉工件上料的速度为0.5min/件。
51.本实施例中，所述s4中感应加热炉对货叉工件的加热温度控制在850℃。
52.本实施例中，所述s4中的中频igbt电源控制感应加热炉中频加热的输出功率为500kw。
53.本实施例中，所述s5中工装升降机构的工装夹具数量至少有一个。
54.本实施例中，所述s6中冷却槽内的冷却介质为普通水。
55.实施例2
56.在本实施例中提供了一种货叉加工用中频感应加热工艺，采用货叉加工用中频感应加热炉系统进行加工操作，参阅图1，包括以下步骤：
57.s1、将折弯处理后的货叉工件进行附件焊接；
58.s2、对附件焊接后的货叉工件进行焊缝检测；
59.s3、使用叉车将货叉工件堆放至上料机构的积放辊道上，而后上料机构将货叉工件输送至感应加热炉的l仿形线圈炉体；
60.s4、感应加热炉在中频igbt电源的控制下，对l仿形线圈炉体内的货叉工件进行中频均匀加热；
61.s5、滑行小车将感应加热炉内加热处理好的货叉工件转运至工装升降机构的工装夹具上；
62.s6、工装升降机构的龙门升降机将装载货叉工件的工装夹具下放至冷却槽内，以对工装夹具上的货叉工件进行入水淬火处理；
63.s7、货叉工件入水淬火处理完成后，滑行小车将工装夹具上货叉工件叉起，并放置出料机构的积放辊道上；
64.s8、出料机构完成中频感应淬火后货叉工件出料输送。
65.本实施例中，所述s3中上料机构进行货叉工件上料的速度为1min/件。
66.本实施例中，所述s4中感应加热炉对货叉工件的加热温度为870℃。
67.本实施例中，所述s4中的中频igbt电源控制感应加热炉中频加热的输出功率为600kw。
68.本实施例中，所述s5中工装升降机构的工装夹具数量至少有一个。
69.本实施例中，所述s6中冷却槽内的冷却介质为盐水。
70.考虑到货叉工件5太厚的淬透性，可在水中加入适量的食盐，使高温工件浸入该冷却介质后，在蒸汽膜阶段析出盐的晶体并立即爆裂，将蒸汽膜破坏，货叉工件5表面的氧化皮也被炸碎，这样可以提高介质在高温区的冷却能力，但是在货叉工件5淬火后应及时清洗并进行防锈处理。
71.实施例3
72.在本实施例中提供了一种货叉加工用中频感应加热工艺，采用货叉加工用中频感应加热炉系统进行加工操作，参阅图1，包括以下步骤：
73.s1、将折弯处理后的货叉工件进行附件焊接；
74.s2、对附件焊接后的货叉工件进行焊缝检测；
75.s3、使用叉车将货叉工件堆放至上料机构的积放辊道上，而后上料机构将货叉工件输送至感应加热炉的l仿形线圈炉体；
76.s4、感应加热炉在中频igbt电源的控制下，对l仿形线圈炉体内的货叉工件进行中频均匀加热；
77.s5、滑行小车将感应加热炉内加热处理好的货叉工件转运至工装升降机构的工装夹具上；
78.s6、工装升降机构的龙门升降机将装载货叉工件的工装夹具下放至冷却槽内，以对工装夹具上的货叉工件进行入水淬火处理；
79.s7、货叉工件入水淬火处理完成后，滑行小车将工装夹具上货叉工件叉起，并放置出料机构的积放辊道上；
80.s8、出料机构完成中频感应淬火后货叉工件出料输送。
81.本实施例中，所述s3中上料机构进行货叉工件上料的速度为0.8min/件。
82.本实施例中，所述s4中感应加热炉对货叉工件的加热温度为860℃。
83.本实施例中，所述s4中的中频igbt电源控制感应加热炉中频加热的输出功率为550kw。
84.本实施例中，所述s5中工装升降机构的工装夹具数量至少有一个。
85.本实施例中，所述s6中冷却槽内的冷却介质为碱水。
86.考虑到货叉工件5太厚的淬透性，可在水中加入适量的碱，使高温工件浸入该冷却介质后，在蒸汽膜阶段析出碱的晶体并立即爆裂，将蒸汽膜破坏，货叉工件5表面的氧化皮也被炸碎，这样可以提高介质在高温区的冷却能力，但是在货叉工件5淬火后应及时清洗并进行防锈处理。
87.实施例4
88.参阅图2，为了保障对货叉工件的中频淬火加工效率和质量，本实施例中提供了一种货叉加工用中频感应加热炉系统，包括：上料机构1，用于积放货叉工件，并将货叉工件推送至感应加热炉2内；感应加热炉2，固定设置在上料机构1尾端的出料端口处，其配套连接有中频igbt电源，用于对推送的货叉工件进行中频感应加热；出料机构5，固定设置在感应加热炉2的出料端口，用于对加热后货叉工件的进行转运和出料作业；工装升降机构4，固定安装于感应加热炉2与出料机构5之间，其包括龙门升降机41和一组与龙门升降机41连接的工装夹具42，工装夹具42用于放置和夹紧货叉工件，工作时，龙门升降机41驱动至少一个工装夹具42上升或下降，以将工装夹具42上的货叉工件放置冷却槽3内；冷却槽3，固定安装在工装升降机构4的底部，其内部存放有冷却水，用于对加热后的货叉工件进行入水淬火。
89.本实施例中，感应加热炉2，其配套连接有中频igbt电源，用于对推送的货叉工件进行中频感应加热，中频igbt电源控制感应加热炉2的加热组件进行恒功率输出加热，其具有加热速度快、生产效率高、氧化脱碳少、节省材料与加工成本，与传统的电阻炉和天然气炉相比，工人不会再受炎炎烈日下电阻炉和天然气炉的烘烤与烟熏，并且再配合工装夹具对货叉工件叉柄和叉壁压紧等，进行冷却槽3淬火处理后，货叉工件表面硬度最小是布氏硬度500hb，货叉工件直面和角度基本一致，因而对于后期安装在叉车上使用中基本无变形。
90.参阅图3，本实施例中，所述上料机构1包括机架a17，机架a17顶部固定安装有用于堆放货叉工件的一组积放辊道a12，机架a17尾端固定安装有上料平台11，机架a17尾部上方焊接有机架b16，机架b16的侧面固定安装有侧推组件13，工作时，侧推组件13顶推货叉工件侧挂的叉柄，以完成货叉工件在上升前的定位，上料平台11的前端开设有槽口111，槽口111内设置有至少一组上升组件14，上升组件14固定安装于机架a17上，工作时，上升组件14用于驱动货叉工件上升至上料平台11的高度。
91.本实施例中，上述一组积放辊道a12的两条链条可通过一组或一个伺服电机配合传动轴进行驱动转动，进而带动该组积放辊道a12转动进行货叉工件的上料输送作业，但也可采用步进电机、齿轮泵等驱动，具体在此不在赘述。
92.本实施例中，侧推组件13的伸缩端连接有推板131，侧推组件13工作时，可驱动推板131抵接货叉工件的叉柄外沿面，进而实现完成货叉工件在上升前的侧推定位，并且本发明实施例中，侧推组件13可选但不限于侧推气缸或侧推油缸。
93.本实施例中，上升组件14可选但不限于上升气缸或上升油缸，并且上升组件14顶
部的伸缩端也连接有顶板，工作时，上升组件14可驱动顶板抵接货叉工件的叉壁底部沿面，进而驱动货叉工件上升至上料平台11的高度。
94.参阅图3，本实施例中，为了防止上料机构1的积放辊道a12输送的货叉工件发生偏移，进而货叉工件从积放辊道a12上发生滑落，或者货叉工件撞击机架a17，导致货叉工件或机架a17上的部件发生损坏，为此，我们对上料机构1的机架a17进行进一步改进，即在机架a17位于叉柄的侧部设置用于货叉工件的纠偏组件；
95.其中，纠偏组件包括纠偏辊道a19和纠偏辊道b18，纠偏辊道a19和纠偏辊道b18的纠偏辊道呈面对面设置在机架a17上，在积放辊道a12进行货叉工件的输送过程中，货叉工件的叉柄位于纠偏辊道a19和纠偏辊道b18之间，当积放辊道a12输送的货叉工件发生偏移时，纠偏辊道a19和纠偏辊道b18可以给予货叉工件的叉柄进行纠偏导向，进而保障货叉工件以正确的方向姿态朝向积放辊道a12的尾端进行移动，方便后续侧推组件13进行货叉工件的叉柄顶推，以及其他工作机构进行递进准确的工作，具体在此不在赘述。
96.参阅图3，本实施例中，所述上料机构1还包括固定安装于机架a17上的推料组件15，工作时，推料组件15推动货叉工件向感应加热炉体2前端的进口24前进，最终将货叉工件推送至感应加热炉2内。本实施例中，推料组件15可选但不限于前进推料伺服电缸或前进推料气缸，在实际工作时，在侧推组件13使货叉工件定位准确后，而后上升组件14再把货叉工件顶升到上料平台11的同样高度，最后，推料组件15推动货叉工件向感应加热炉2的货叉工件进口24推进，此类推使货叉工件进入感应加热炉2的l仿形线圈炉体21内，自动化程度高，保障了货叉工件的上料效率。
97.参阅图4，本实施例中，所述感应加热炉2包括l仿形线圈炉体21，l仿形线圈炉体21内设置有支撑架22，支撑架22底部固定安装有中频用电熔23，中频用电熔23与l仿形线圈炉体21内的线圈电连接，l仿形线圈炉体21的前端具有货叉工件进口24，尾端具有货叉工件出口25，l仿形线圈炉体21的加热腔内还设置有水冷不锈钢滑道26，水冷不锈钢滑道26可以防止货叉工件直接碰撞l仿形线圈炉体21的内表面，进而损坏l仿形线圈炉体21。
98.需要说明的是，本发明中感应加热炉2不仅可以采用l仿形线圈炉体21，事实上这种异性炉体基本没有，并且线圈外围采用高强度、耐高温水泥，是整个炉体强度高保温效果好；当然感应加热炉2也可以采用普通方形或矩形的形式，并采用高中低频电源等加热，但是对于加热时间和能耗要增大，对于货叉工件淬火后的硬度性能不稳定，不如本发明的l仿形线圈炉体21的方式稳定。
99.参阅图5，本实施例中，所述龙门升降机41包括龙门架414，龙门架414的侧面固定安装有一组升降执行件413，两个升降执行件413的顶部伸缩端分别固定连接有一组起重链条412，两组起重链条412分别与两个工装夹具42的两侧顶端固定连接。本实施例中，升降执行件413可选但不限于液压油缸、电动升降杆等，当然也可选择采用卷扬机等卷绕起重链条412的机构作为替换，具体在此不在赘述。
100.参阅图5，本实施例中，所述龙门架414的两侧顶端分别固定安装有光杆，光杆上分别套装有一组导向轮411，两组起重链条412分别缠绕在对应侧的前后位置导向轮411上。
101.参阅图5，本实施例中，所述工装夹具42包括架体424，架体424中间位置固定安装有l型平台421，l型平台421的侧面设置有多个叉柄压紧件422，l型平台421的上方设置有多个叉壁压紧件423，叉柄压紧件422和叉壁压紧件423分别固定安装于架体424上，工作时，叉
柄压紧件422和叉壁压紧件423分别压紧货叉工件的叉柄和叉壁，防止货叉工件从工装夹具42上滑落。当滑行小车53从感应加热炉2内取出加热后的货叉工件，并放置在其中一个工装夹具42中的l型平台421上时，叉柄压紧件422和叉壁压紧件423可快速压紧货叉工件的叉柄和叉壁，以防止龙门升降机41驱动工装夹具42快速下降至冷却槽3内，来进行货叉工件入水淬火时，货叉工件从工装夹具42上滑落，也防止货叉直面变形和角度不一致。
102.本实施例中，叉柄压紧件422和叉壁压紧件423可选但不限于压紧油缸、压紧气缸、压紧模块等，工作时，只需能够完成快速压紧货叉工件叉柄和叉壁的工作即可。
103.参阅图6，本实施例中，所述出料机构5包括取料组件和出料组件，取料组件包括承载底架54，承载底架54左右两侧分别固定安装有一组升降器52，两组升降器52顶部的升降端分别固定连接有一条形架51，两个条形架51顶部固定安装有齿条导轨56，且齿条导轨56顶部滑动安装有滑行小车53，滑行小车53顶部前端焊接有一组立架58，该组立架58前端顶部焊接有一组取料叉齿55，两个取料叉齿55用于在滑行小车53和两组升降器52的配合作用下，从感应加热炉2或工装夹具42内并取出货叉工件，出料组件包括机架c57，机架c57顶部固定安装有用于货叉工件出料的一组积放辊道b59。
104.本发明实施例中，升降器52可选但不限于电动升降器、液压升降器等，只需能够将承载底架54顶部的滑行小车53提升至感应加热炉2内货叉工件高度，以及工装夹具42中的l型平台421高度即可。
105.本发明实施例中，积放辊道b59的两条链条可通过一组或一个伺服电机配合传动轴进行驱动转动，进而带动该组积放辊道b59转动进行货叉工件的出料输送作业，但也可采用步进电机、齿轮泵等驱动，具体在此不在赘述。
106.参阅图6，本实施例中，所述滑行小车53包括平板台533和一组驱动执行件531，平板台533焊接于立架58的底端，一组驱动执行件531固定安装于平板台533的上方，驱动执行件531的输出端安装有与齿条导轨56齿合的齿轮，工作时，驱动执行件531驱动齿轮转动，以带动平板台533在齿条导轨56顶部滑动。本实施例中，驱动执行件531可选但不限于直流减速电机、减速机与电动机的组合体、步进电机等，本发明优选为带有刹车功能的驱动执行件531来执行滑行小车53在齿条导轨56的驱动滑动，进而实现滑行小车53前端两个取料叉齿55从感应加热炉2，或工装夹具42内并取出货叉工件，并最终刹车以便将处理后的货叉工件下放在出料机构5中的一组积放辊道b59上面。
107.参阅图6，本实施例中，所述平板台533左右两侧分别固定安装有一组限位轮532，两组限位轮532分别与对应侧的齿条导轨56的外缘面滑动卡合连接。通过在平板台533左右两侧分别设置限位轮532，限位轮532可与对应侧的齿条导轨56的外缘面滑动卡合连接，进而防止滑行小车53在齿条导轨56上滑动，或进行货叉工件取料过程中发生偏移或翻转，进而提高滑行小车53的工作稳定性。
108.工作原理：先使用叉车把货叉工件放到上料机构1积放辊道a12上，通过伺服电机带动积放链条，货叉工件自动输送到待上料位置；通过侧推组件13使货叉定位准确，上升组件14再把货叉顶升到上料平台11同样高度，再用推料组件15推动货叉工件向感应加热炉2的货叉工件进口24推进，此类推使货叉工件进入感应炉体2内；
109.货叉依次进入感应加热炉2内，感应加热炉体内设有水冷不锈钢滑道26，防止货叉工件直接碰撞感应炉表面，通过中频igbt电源控制感应加热炉2的加热组件进行加热，待货
叉工件依次被推到感应加热炉的货叉工件出口25处时，进行出炉入水淬火；
110.出炉时用出料机构5，升降执行件52驱动立架58上升到感应加热炉2内货叉工件高度，驱动执行件531驱动滑行小车53前进，使滑行小车53前端两个叉齿55进入感应加热炉的的货叉工件出口25内并取出货叉工件，驱动执行件531驱动滑行小车53后退，放置在工装夹具42内，其中一个工装夹具42中的l型平台421，分别再用叉柄压紧件422和叉壁压紧件423压紧货叉工件，并快速下降至冷却槽3内进行入水淬火，依次类推；
111.出料时，再利用出料机构5，升降执行件52驱动立架58上升到其中一个工装夹具42内的l型平台421高度，驱动执行件531驱动滑行小车53前进，使滑行小车53前端两个叉齿55进入工装夹具42内并取出货叉工件，驱动执行件531驱动滑行小车53后退到位，升降执行件52下降到位，使货叉工件自动放在出料机构5中的一组积放辊道b59上面，从而完成单支货叉使用中频感应加热装置加工循环。
112.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。