一种高精度高频热处理设备

技术领域

本发明涉及热处理设备技术领域，特别是一种高精度高频热处理设备。

背景技术

热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。高频加热是一种利用电磁感应来加热电导体的方式，会在金属周围产生高频磁场并通过磁场在金属中产生涡电流，因金属本身的电阻而造成金属的焦耳加热。

在现有技术中，部分热处理设备采用了高频加热的方式对工件进行热处理，当工件的安装位置发生偏移时，对工件的加热效果也会发生改变。因此，金属位置的准确度将直接影响高频热处理设备对工件的加热效果的准确度。在现有技术中，高频热处理设备对工件的定位精度较差，导致现有的高频热处理设备对工件的加热效果较差。故现有技术中的高频热处理设备存在对工件的定位精度较差的问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种高精度高频热处理设备，具有对工件的定位精度较高的优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高精度高频热处理设备，包括机架、滑动架和高频加热器，所述滑动架与机架滑动连接，所述滑动架转动连接有定位块，所述滑动架安装有安装架，所述安装架固定安装有定位气缸，所述定位气缸的顶杆安装有压头装置，所述压头装置位于定位气缸和定位块之间，所述滑动架与机架之间设有平移驱动件，所述机架与滑动架之间设有非接触式位移传感器，所述非接触式位移传感器沿滑动架在机架上滑动的方向延伸，所述非接触式位移传感器固定安装于机架。

作为本发明的进一步改进：所述滑动架固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴固定连接有主动带轮，所述定位块固定连接有从动带轮，所述主动带轮与从动带轮之间绕设有传动带。

作为本发明的进一步改进：还包括控制模块和驱动模块，所述非接触式位移传感器与控制模块电性连接，所述驱动模块分别与控制模块和伺服电机电性连接。

作为本发明的进一步改进：所述平移驱动件为两端分别与滑动架和机架固定连接的驱动气缸。

作为本发明的进一步改进：所述机架固定连接有与滑动架卡接的限位块。

作为本发明的进一步改进：所述安装架与滑动架沿靠近定位块的方向滑动连接，所述滑动架螺纹连接有丝杆，所述丝杆与安装架转动连接且轴向卡接。

作为本发明的进一步改进：所述压头装置为与定位气缸转动连接的压头块，所述压头块靠近定位块的一侧呈圆弧形。

作为本发明的进一步改进：所述压头装置包括冷却块和压头套，所述冷却块沿靠近定位块的方向滑动连接有压头套，所述压头套与冷却块之间设有弹性件，所述冷却块设有冷却组件。

作为本发明的进一步改进：所述冷却组件包括冷却水箱、冷却泵和冷却管，所述冷却泵与冷却水箱连通，所述冷却管的两端分别与冷却泵和冷却水箱连通，所述冷却块设有第一冷却孔，所述冷却管与第一冷却孔连通。

作为本发明的进一步改进：所述安装架包括安装板和冷却板，所述安装板连接于机架，所述冷却板两端分别与定位气缸和安装板固定连接，所述冷却板设有的第二冷却孔，所述冷却管与第二冷却孔连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

定位气缸推动压头装置向靠近定位块的方向移动，使压头装置与定位块将工件夹住，从而能通过定位块和压头装置对工件进行定位，并通过定位块和压头装置将工件夹紧，使工件保持稳定，防止工件在定位块上意外滑动，起到提高工件稳定性的作用。有效提高工件安装位置的准确性，从而保证批量生产中每个工件的热处理效果和热处理效果的一致性，达到了对工件的定位精度较高的优点。

由于热处理过程中工件周围的空气温度较高，因此将工件安装在定位块上后，通过在机架上移动滑动架，使滑动架带动工件向远离操作人员的方向移动，再对工件进行高频加热，从而能有效降低操作人员周围空气温度的效果，提高操作人员的舒适度。同时，通过压头装置和定位块将工件夹紧，从而能有效防止滑动架带动工件移动过程中工件位置发生偏移，起到提高工件定位精度的作用，也能达到保证热处理效果的作用。

通过非接触式位移传感器检测滑动架的位置，从而起到方便检测滑动架位置的作用，达到方便定位滑动架位置的效果，也能起到提高滑动架定位精度的效果。

通过定位块带动工件转动，使高频加热器能够从工件的不同方向上对工件的特定位置进行加热，使工件各部分的温度更为均匀，起到提高工件加热效果的作用，也能起到方便加工的效果。工件再加热过程中通过旋转或得热量均匀，压头装置能保证工件的放置位置到位以外，还能减少再加热中旋转的摆动幅度，起到防止工件在转动过程中与高频加热器碰撞，具有保护线圈、工件和设备的作用。

附图说明

图1为本申请实施例1中一种高精度高频热处理设备的结构示意图；

图2为本申请实施例1中平移驱动件和非接触式位移传感器的结构示意图；

图3为本申请实施例1中控制模块和驱动模块的连接结构示意图；

图4为本申请实施例2中压头装置和冷却组件的结构示意图；

图5为本申请实施例2中缓冲块的结构示意图。

附图标记：11、机架；12、滑动架；13、高频加热器；14、平移驱动件；15、非接触式位移传感器；16、限位块；17、定位块；18、仿形线圈；19、通槽；21、安装架；22、定位气缸；23、压头装置；24、丝杆；31、伺服电机；32、主动带轮；33、从动带轮；34、传动带；35、控制模块；36、驱动模块；41、冷却块；42、第一冷却孔；43、压头套；44、冷却水箱；45、冷却泵；46、冷却管；47、冷却板；48、第二冷却孔；49、安装板；51、弹性件；52、引导杆；53、缓冲块；54、缓冲弹簧。

具体实施方式

现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：

实施例1：

一种高精度高频热处理设备，如图1、图2和图3所示，包括机架11、滑动架12和高频加热器13，滑动架12与机架11滑动连接，滑动架12转动连接有定位块17，滑动架12安装有安装架21，安装架21固定安装有定位气缸22，定位气缸22的顶杆安装有压头装置23，压头装置23位于定位气缸22和定位块17之间，滑动架12与机架11之间设有平移驱动件14。平移驱动件14为两端分别与滑动架12和机架11固定连接的驱动气缸。机架11固定连接有与滑动架12卡接的限位块16。安装架21与滑动架12沿靠近定位块17的方向滑动连接，滑动架12螺纹连接有丝杆24，丝杆24与安装架21转动连接且轴向卡接。压头装置23为与定位气缸22转动连接的压头块，压头块靠近定位块17的一侧呈圆弧形。

滑动架12固定安装有伺服电机31，伺服电机31的输出轴固定连接有主动带轮32，定位块17固定连接有从动带轮33，主动带轮32与从动带轮33之间绕设有传动带34。还包括控制模块35和驱动模块36，非接触式位移传感器15与控制模块35电性连接，驱动模块36分别与控制模块35和伺服电机31电性连接。在本实施例中，控制模块35采用型号为QY50的PLC，驱动模块36采用型号为MR-JE-40A的伺服驱动器。伺服驱动器用于控制伺服电机31转动，控制模块35用于向伺服驱动器发出控制指令，触发伺服驱动器启动伺服电机31。

机架11与滑动架12之间设有非接触式位移传感器15，非接触式位移传感器15用于检测滑动架12的位置。非接触式位移传感器15沿滑动架12在机架11上滑动的方向延伸，非接触式位移传感器15固定安装于机架11。

高频加热器13设有仿形线圈18，仿形线圈18设有供工件通过的通槽19，通过通槽19的设置，从而能将工件移动到仿形线圈18处，方便高频加热器13对工件进行加热。将金属工件放置在定位块17上，通过高频加热器13在工件周围产生高频磁场，使工件内产生涡流，从而对工件进行加热，从而实现对工件进行热处理的功能。

本实施例具有以下优点：

定位气缸22推动压头装置23向靠近定位块17的方向移动，使压头装置23与定位块17将工件夹住，从而能通过定位块17和压头装置23对工件进行定位，并通过定位块17和压头装置23将工件夹紧，使工件保持稳定，防止工件在定位块17上意外滑动，起到提高工件稳定性的作用，有效提高工件安装位置的准确性，从而保证批量生产中每个工件的热处理效果和热处理效果的一致性，达到了对工件的定位精度较高的优点。

由于热处理过程中工件周围的空气温度较高，因此将工件安装在定位块17上后，通过在机架11上移动滑动架12，使滑动架12带动工件向远离操作人员的方向移动，再对工件进行高频加热，从而能有效降低操作人员周围空气温度的效果，提高操作人员的舒适度。同时，通过压头装置23和定位块17将工件夹紧，从而能有效防止滑动架12带动工件移动过程中工件位置发生偏移，起到提高工件定位精度的作用，也能达到保证热处理效果的作用。

通过非接触式位移传感器15检测滑动架12的位置，从而起到方便检测滑动架12位置的作用，达到方便定位滑动架12位置的效果，也能起到提高滑动架12定位精度的效果。将非接触式位移传感器15与现有的高频热处理设备的数控系统电性连接，非接触式位移传感器15能够向数控系统发送检测信号值，检测信号值的大小随滑动架12在机架11上滑动距离的增大而增大。通过数控系统电性连接有显示屏，数控系统根据检测信号值通过显示屏能够显示滑动架12在机架11上的滑动距离，从而起到方便使用的效果。在数控系统内预设报警阈值，当检测信号值超过报警阈值时，数控系统通过显示屏提示报警，从而能起到限位的作用，防止滑动架12的滑动距离超出行程。

伺服电机31通过主动带轮32、传动带34和从动带轮33带动定位块17转动，通过定位块17带动工件转动，使高频加热器13能够从工件的不同方向上对工件的特定位置进行加热，使工件各部分的温度更为均匀，起到提高工件加热效果的作用，也能起到方便加工的效果。工件再加热过程中通过旋转或得热量均匀，压头装置能保证工件的放置位置到位以外，还能减少再加热中旋转的摆动幅度，起到防止工件在转动过程中与高频加热器13碰撞，具有保护高频加热器13的线圈、工件和设备的作用。

通过控制模块35和驱动模块36对伺服电机31进行控制，起到方便控制伺服电机31转动的效果。

通过驱动气缸推动滑动架12在机架11上移动，起到方便驱动滑动架12移动的功能，达到方便使用的效果。

通过限位块16挡住滑动架12，能起到对滑动架12限位的功能。

转动丝杆24，使丝杆24在与其螺纹连接的滑动架12上移动，并通过丝杆24带动安装架21移动，从而调整定位气缸22和压头装置23的位置，从而能适用于不同长度的工件，起到提高适用性的效果。

通过与定位气缸22转动连接的压头块将工件夹住，使得定位块17带动工件转动过程中，压头块能够适应工件的转动而转动，减小工件转动时受到的阻力，起到提高工件转动过程中稳定性的作用，防止工件在转动过程中受到摩擦力并发生偏转，起到提高工件定位精度的效果。

实施例2：

一种高精度高频热处理设备，如图4和图5所示，其与实施例1的区别在于：压头装置23包括冷却块41和压头套43，冷却块41沿靠近定位块17的方向滑动连接有压头套43，压头套43与冷却块41之间设有弹性件51，弹性件51为两端分别与压头套43和冷却块41固定连接的压缩弹簧。冷却块41设有冷却组件，冷却组件包括冷却水箱44、冷却泵45和冷却管46，冷却管46采用耐热材料制成，冷却水箱44内储存有水。冷却泵45与冷却水箱44连通，冷却管46的两端分别与冷却泵45和冷却水箱44连通，冷却块41设有第一冷却孔42，冷却管46与第一冷却孔42连通。安装架21包括安装板49和冷却板47，安装板49连接于滑动架12，冷却板47两端分别与定位气缸22和安装板49固定连接，冷却板47设有的第二冷却孔48，冷却管46与第二冷却孔48连通，第一冷却孔42和第二冷却孔48串联于冷却管46。

限位块16固定连接有不与滑动架12接触的引导杆52，引导杆52滑动连接有与滑动架12抵接的缓冲块53，所述缓冲块53与限位块16之间设有缓冲弹簧54，缓冲弹簧54两端分别与缓冲块53和限位块16固定连接。

本实施例具有以下优点：

定位块17带动工件转动的过程中，压头套43能够适应工件的转动而转动，减小工件转动时受到的阻力，起到提高工件转动过程中稳定性的作用，防止工件在转动过程中受到摩擦力并发生偏转，起到提高工件定位精度的效果。

对工件加热的过程中，热量通过压头套43传递到冷却块41上，通过冷却组件对冷却块41进行降温，能够防止定位气缸22过热，起到保护定位气缸22的效果。

通过水泵将冷却水箱44内的水通过冷却管46注入第一冷却孔42内，然后再通过冷却管46流动到冷却水箱44内，从而能通过水对冷却块41进行冷却，达到降低冷却块41温度的效果，防止冷却块41和定位气缸22的顶杆过热，达到保护定位气缸22的效果。

通过水泵将冷却水箱44内的水通过冷却管46注入第二冷却孔48内，然后再通过冷却管46流动到冷却水箱44内，从而能通过水对冷却板47进行冷却，达到降低冷却板47温度的效果，防止冷却块41和定位气缸22的活塞筒过热，达到保护定位气缸22的效果。

压头套43和定位块17将工件夹住后，高频加热器13对工件进行加热，使工件温度升高，工件会发生一定程度的膨胀。通过在压头套43和定位块17之间设置压缩弹簧，使压头套43能够适应工件的受热膨胀，并且能够通过压缩弹簧给压头套43和工件压力，使工件能够保持稳定，并能起到保护工件变形量的作用。

滑动架12在机架11上滑动的过程中，滑动架12与缓冲块53抵接，通过缓冲弹簧54给缓冲块53和滑动架12进行支撑，能对滑动架12的运动提供缓冲作用，减小滑动架12运动过程中工件产生的晃动，从而防止工件与仿形线圈18碰撞，起到保护线圈、工件和设备的作用。

一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。