CN102676755A - 钢质模锻件调质热处理自动生产线 - Google Patents

Abstract

一种钢质模锻件调质热处理自动生产线，属于机械制造领域，针对原有热处理生产线劳动强度大、生产效率慢、能量消耗多、故障多维修麻烦、不能自动控制和运行等缺点，设计的一种锻造产品热处理生产线，主要由推盘式连续加热炉及其冷却机构组成，加热器为两侧垂直设置，另外设置有循环风机，在淬火加热炉的进料门和出料门设有前室内和后室，淬火槽的提升机为垂直起降形式，回火冷却采用喷淋室，以及料盘输送机构等，使本发明具有高效节能，故障率低且便于维护，可实现自动运行等优点。

Description

钢质模锻件调质热处理自动生产线

技术领域

本发明属于机械制造领域，是一种锻造产品热处理生产线。

背景技术

汽车转向节是汽车前桥总成及前悬架系统中的关键结构件，它联结前桥和转向系统，不仅承担着转向和承载的双重任务，还承担着来自地面的冲击和车轮侧滑转向制动等产生的负荷，是汽车行驶中安全性的有力保证，要求具有高的强韧性。汽车转向节为了获得较好的综合机械性能，都采用调质热处理，即淬火后再高温回火的生产工艺，常规的调质热处理工艺是转向节在锻造成型后，空冷至室温，然后再进行调质处理。

转向节热处理常用的是推盘式连续加热炉，采用电加热，工装采用热处理专用料盘，料盘在热处理炉内依次并排摆放，工件码放在料盘上，工件需要热处理时，把料盘从进料口推入炉内，炉内其他料盘也被推动向出料口移动，依次前进，工件在炉内加热一定时间后，把料盘推出，料盘上的工件倒入冷却介质中冷却。

常规技术的传统热处理生产线，包括两台推盘式连续加热炉及其冷却机构，分别用于淬火和回火。淬火炉由炉体、进料炉门、进料推料机、出料拉料机、出料炉门、翻转机构组成，回火炉与淬火炉的结构相同，冷却机构主要是水槽和倾斜式链板提升机，水槽放在地平以下，水槽内装有冷却介质，两台冷却机构分别放在淬火炉和回火炉后面，用于淬火冷却和回火冷却，整条生产线呈直线结构。

传统的调质热处理生产线生产流程是：操作工将空料盘放在淬火装料处，把工件码放在淬火空料盘上，然后提起进料炉门，进料推料机把料盘推入炉内，放下进料炉门，工件在炉内加热，一定时间后，再提升出料炉门，出料拉料机伸进炉内钩住料盘，将料盘拉出，然后翻转机构把料盘上的工件倒入冷却水槽内，工件落在水槽内的链板上淬火冷却，提升机把工件提升起来后，工件落入回火装料台上，操作工再把淬火后的空料盘人工运到淬火装料处，淬火过程结束。随后，另一名操作工把淬火后落在回火装料台上的工件再次码放在回火空料盘上，然后提起回火加热炉的进料炉门，进料推料机把料盘推入回火炉内，进行回火，过程与淬火相同，仅加热温度不同，工件出炉后，再把工件倒入冷却机构内冷却，冷却过程与淬火冷却相同，操作工再把回火后的空料盘人工运到回火装料处，回火过程结束。

传统的淬火炉，工件进出炉方式是直进直出，在炉门打开的时候，炉内高温与外界室温接触，炉内温度下降，关闭炉门后，首先要升温，这样造成极大的能源浪费。淬火炉内温度也不能保证均匀一致。工件在出炉时，需要把出料拉料机伸进炉内钩住料盘，将料盘拉出，由于淬火炉内温度高达850℃以上，出料拉料机上的钩子在钩住料盘的同时也反复经过了高温加热，使用寿命不断降低，维修也比较麻烦。传统生产线的冷却提升机是倾斜式的，用多块链板连接而成，工件淬火后倒在淬火槽底部的链板上，链板通过链条、齿轮由电机带动缓慢移动，一些稍大的工件，在上升过程中可能又滚落下去，给后续操作带来麻烦，且工件长时间不断地掉落在链板上，容易砸坏链板，经常需要维修且维修量很大。传统生产线在淬火和回火完成后，需要人力将空料盘转运到上料位置，在回火时也需要重新装料，劳动强度大，生产效率慢，且整个生产过程不能采用自动控制，实现自动运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种适于各种类型的钢质模锻件调质热处理的需要，满足多类型、多种材质的模锻件的热处理需求，提供一个功能齐全、实用面宽、结构先进，且节能、工效高、劳动强度低，能够实现自动控制的热处理生产线。

本发明的技术方案是：钢质模锻件调质热处理自动生产线主要由淬火加热炉、淬火冷却机构、回火加热炉组成，在淬火加热炉的进料口有淬火进料炉门和前室，前室有前室门，前室门前有进料侧推机，淬火进料炉门前有进料主推料机，淬火加热炉的出料口有淬火出料炉门和后室，后室有后室门，淬火出料炉门旁有出料侧推机，后室门后有出料主推料机，淬火加热炉内有淬火加热器，淬火加热器位于淬火加热炉的两侧，淬火加热炉内还设置有淬火循环风机，在后室门外有淬火翻转机构，淬火翻转机构的一侧有淬火料盘拉料机，连接淬火输送机构，淬火输送机构从淬火料盘拉料机设置到前室门前，淬火翻转机构另一侧有淬火槽，淬火槽中设置有垂直升降机构，淬火槽侧面有进料拉料机，并与回火加热炉的回火进料门相对，淬火槽另一侧面有料盘拉料机，回火加热炉中有回火加热器，回火加热器位于回火加热炉的两侧，回火加热炉内还设置有回火循环风机，回火加热炉的回火出料门设置有出料拉料机，回火出料门外有回火翻转机构，回火翻转机构的一侧有回火料盘拉料机，连接回火输送机构，回火输送机构从回火料盘拉料机设置到料盘拉料机，回火翻转机构另一侧有回火喷淋室。

垂直升降机构有一个架体，架体中设有升降平台，架体上有动力升降机构，升降平台上有导轮，导轮与架体的升降导轨配合，动力升降机构可带动升降平台沿升降导轨上下运动。

回火喷淋室由喷淋系统和传输系统组成，喷淋系统有喷淋管、水泵、水箱、积水槽，喷淋管通过水泵和水箱连接，喷淋管位于回火喷淋室上部，积水槽位于回火喷淋室下部，喷淋传输系统的传送带位于回火喷淋室中部。

本发明中各个构成部分说明如下。

淬火加热炉主体与现有常规淬火加热炉的结构相同，有炉体、导轨、加热器、热电偶、炉门、推料机构等，另外设置有淬火循环风机、前室、后室及其配套的淬火推料机构，且淬火加热器垂直布置在炉体两侧，淬火循环风机安装在炉体上部，扇叶片及轴采用耐热钢制成，伸进炉内，保证炉内工件加热均匀，淬火循环风机采用离心风机并用循环水冷却。热电偶与常规设置一样，均匀布置在炉内，用于检测炉内加热温度。各个炉门包括前室门和后室门均采用常规方式启闭，一般为液压带动链条传动运行，上拉开启，落下关闭。

回火加热炉主体与淬火加热炉基本相同，但无前室、后室，进、出料采用拉料机。

上述所有推料机构和拉料机均为现有常规设备，是以液压为动力带动推杆或拉钩，其中，拉料机的拉钩可从料盘的下面自一侧伸入到另一侧，拉动料盘并可推动料盘进入另一个设备中。翻转机构也是现有常规设备，由一边有转轴固定的可转动平台板及其下面的液压顶杆组成。

淬火冷却机构，除工件提升方式外，其他与常规淬火冷却机构相同。

输送机构主要用来输送料盘、工件，和常规输送机构一样，由电机、减速传动机构、支架、传送带组成，淬火输送机构、回火输送机构和回火喷淋室的喷淋传输系统均与此相同。

本发明温度控制系统和常规生产线一样，通过热电偶检测炉内温度，结合采用智能温控仪对炉温进行实时监控。

本发明由于设备配套完整，工作流程合理，可以采用可编程序控制器即PLC机做主机，和常规采用可编程序控制器实现自动控制的方式一样，用按钮、行程开关、继电器等做输入设备，电磁阀、液压缸、电机等做输出设备，实行生产线的自动运行，仅在淬火装料和回火结束后有人工操作。

本发明的工作流程如下。

淬火过程：把需要进行热处理的转向节毛坯按热处理工艺要求码放在料盘上，前室门打开，进料侧推机把料盘推入前室内，进料侧推机退回原位，关闭前室门，淬火进料炉门打开，进料主推料机把料盘推入炉内，进料主推料机退回原位，关闭淬火进料炉门，工件在淬火炉内加热。当进料主推料机把新装工件后的料盘推入炉内时，炉内的原有料盘会依次沿炉中的导轨被往前推进。一定时间后，淬火出料炉门打开，出料侧推机把料盘推入后室内，出料侧推机退回原位，关闭淬火出料炉门，后室门打开，出料主推料机把料盘推入翻转机构，出料主推料机退回原位，关闭后室门，翻转机构翻转料盘，把料盘上的工件翻倒在淬火冷却机构的淬火槽内进行淬火冷却，工件实际落在位于淬火槽中垂直升降机构平台上的料盘中，冷却一定时间后，由垂直升降机构将料盘提起，淬火过程完成。由于设置前室和后室，炉内高温仅与前、后室内的有限空间接触，温度降低有限，节省了电能消耗。

回火过程：回火进料门打开，进料拉料机把完成淬火的工件，即垂直升降机构平台上的料盘拉进炉内，进料拉料机退回原位，关闭回火进料门，工件在回火炉内加热，一定时间后，回火出料门打开，出料拉料机把料盘从炉内拉出到翻转机构，出料拉料机退回原位，关闭回火出料门，翻转机构翻转料盘，把料盘上的工件翻倒在回火喷淋室的转送带上，工件在转送带上缓慢移动冷却，冷却一定时间后，从喷淋室离开，回火过程完成。完成回火后的料盘由输送机构输送回垂直升降机构平台上，然后垂直升降机构平台下降至淬火槽底部。

在淬火和回火的过程中，料盘都通过输送机构从出料位置输送回进料位置。整个过程可通过程序控制系统，实现自动化运行，由于料盘一般都较重达几十公斤以上，料盘的自动输送减少了人力操作和劳动强度，提高了生产效率。

本发明设置有淬火循环风机和回火循环风机，保证了炉内温度均匀一致。加热器设置在炉体左右两侧面，实际安装最好垂直布置，与常规的现有技术位于炉体上、下部水平布置不同，便于维修节省空间，加热器不易发生下垂弯曲变形。淬火冷却系统采用了垂直升降机构，在回火时无需人力上料，减轻了劳动强度，减少故障的发生，便于自动控制。工件在回火后采用喷淋冷却，工件冷却速度比常规的浸入冷却方式慢，经过喷淋冷却后余温仍有200-300℃，避免了回火脆性的产生，工件质量好。

由于本发明通过完善配置热处理设备，合理组合安排，并改变了加热炉的加热器设置，另外设置可均匀温度的风机，以及设计前室、后室、垂直升降机构、喷淋室、料盘输送机构等，使本发明具有功能齐全、结构先进，节能、高效、劳动强度低、可实现自动控制等特点。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图。

图2为本发明淬火加热炉侧剖视示意图。

图3为本发明垂直升降机构示意图。

图4为本发明回火喷淋室剖视示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，一种钢质模锻件调质热处理自动生产线，主要由淬火加热炉1、淬火冷却机构、回火加热炉2组成，在淬火加热炉1的进料口有淬火进料炉门和前室3，前室3有前室门，前室门前有进料侧推机4，淬火进料炉门前有进料主推料机5，淬火加热炉1的出料口有淬火出料炉门和后室6，后室6有后室门，淬火出料炉门旁有出料侧推机7，后室门后有出料主推料机8，淬火加热炉1内有淬火加热器9，淬火加热器9位于淬火加热炉1的两侧，淬火加热炉1内还设置有淬火循环风机10，在后室门外有淬火翻转机构11，淬火翻转机构11的一侧有淬火料盘拉料机12，淬火料盘拉料机12连接淬火输送机构13，淬火输送机构13从淬火料盘拉料机12设置到前室门前，淬火翻转机构11另一侧有淬火槽14，淬火槽14中设置有垂直升降机构，淬火槽14侧面有进料拉料机15，并与回火加热炉2的回火进料门相对，淬火槽14另一侧面有料盘拉料机16，回火加热炉2中有回火加热器17，回火加热器17位于回火加热炉2的两侧，回火加热炉2内还设置有回火循环风机18，回火加热炉2的回火出料门设置有出料拉料机19，回火出料门外有回火翻转机构20，回火翻转机构20的一侧有回火料盘拉料机21，回火料盘拉料机21连接回火输送机构22，回火输送机构22从回火料盘拉料机21设置到料盘拉料机16，回火翻转机构20另一侧有回火喷淋室23。

垂直升降机构有一个架体24，架体24中设有升降平台25，架体24上有动力升降机构26，升降平台25上有导轮27，导轮27与架体24的升降导轨配合，动力升降机构26可带动升降平台25沿升降导轨上下运动。

回火喷淋室23由喷淋系统和传输系统组成，喷淋系统有喷淋管28、水泵、水箱、积水槽29，喷淋管28通过水泵和水箱连接，喷淋管28位于回火喷淋室23上部，积水槽29位于回火喷淋室23下部，传输系统的传送带30位于回火喷淋室23中部。

本发明中的推料机的推头采用耐热钢，结构简单，寿命长，维修方便。

本发明中，加热器采用两侧垂直放置，也便于在维修时取出和安装。

回火喷淋室23的水泵、水箱为现有普通设备，连接也为普通连接，附图中未画出。

料盘在淬火加热炉1中，是被进料主推料机5从淬火进料炉门推入炉内，料盘在回火加热炉2中，是被进料拉料机15从升降平台25上拉出再推入到回火加热炉2内。加热炉内其它料盘也被顺序推动沿炉中的导轨31向出料方向移动，依次前进。

为保证热处理过程加热温度的准确性，一般都设有温度控制系统，在加热炉中有温度控制系统的热电偶，为现有技术，附图未画出。

程序控制系统、温度控制系统采用现有常规技术系统，附图未画出，和本发明结合后，可以实现自动控制和运行。

加热炉的长度及加热器数量的设置根据需要确定。在整个热处理过程中，除淬火加热炉1加热以后为高温外，料盘在其它运转过程中是低温，所以，除淬火加热炉1出料改为推料外，其它和现有常规技术一样采用拉料机构来对料盘进行传送和移动。

回火加热炉2结构和淬火加热炉1相同，省略回火加热炉2的图。

淬火槽14中，淬火工艺要求的淬火介质及其循环等，按照常规要求设置和进行。

料盘采用成品商品料盘，本发明中所有需要耐高温的部件，均按照常规要求采用耐热钢制作或采用成品部件。

本发明所有输送机构，可采用普通电机，按照运转速度要求设置变速机构，传送带一般采用钢质的成品。

垂直升降机构的架体24可采用方管钢，固定于淬火槽14内四角，架体24上方设电机、减速器、齿轮构成动力升降机构26，升降平台25通过链条与动力升降机构26连接，升降平台25上的导轮27设置在两侧，导轮27设计有凹槽，凹槽卡在方管钢上，方管钢即构成架体，也是升降导轨，动力升降机构可带动升降平台25沿升降导轨上下运动。

淬火输送机构13和回火输送机构22，可在其支架的两端设行程开关，分别控制电机的启停，当料盘到位后可自动运行或停止，其线路按控制要求连接。

除另有说明外，本发明中各个部分、设备、部件均按照机械装置和电气控制的一般要求配置、制作和安装，热处理中的温度、介质等技术要求按照不同材质调整。

本发明除用于钢质模锻件外，也可用于其它需要热处理的金属工件。

Claims (3)

1.一种钢质模锻件调质热处理自动生产线，主要由淬火加热炉(1)、淬火冷却机构、回火加热炉(2)组成，其特征在于：在淬火加热炉(1)的进料口有淬火进料炉门和前室(3)，前室(3)有前室门，前室门前有进料侧推机(4)，淬火进料炉门前有进料主推料机(5)，淬火加热炉(1)的出料口有淬火出料炉门和后室(6)，后室(6)有后室门，淬火出料炉门旁有出料侧推机(7)，后室门后有出料主推料机(8)，淬火加热炉1内有淬火加热器(9)，淬火加热器(9)位于淬火加热炉(1)的两侧，淬火加热炉(1)内还设置有淬火循环风机(10)，在后室门外有淬火翻转机构(11)，淬火翻转机构(11)的一侧有淬火料盘拉料机(12)，淬火料盘拉料机(12)连接淬火输送机构(13)，淬火输送机构(13)从淬火料盘拉料机(12)设置到前室门前，淬火翻转机构(11)另一侧有淬火槽(14)，淬火槽(14)中设置有垂直升降机构，淬火槽(14)侧面有进料拉料机(15)，并与回火加热炉(2)的回火进料门相对，淬火槽(14)另一侧面有料盘拉料机(16)，回火加热炉(2)中有回火加热器(17)，回火加热器(17)位于回火加热炉(2)的两侧，回火加热炉(2)内还设置有回火循环风机(18)，回火加热炉(2)的回火出料门设置有出料拉料机(19)，回火出料门外有回火翻转机构(20)，回火翻转机构(20)的一侧有回火料盘拉料机(21)，回火料盘拉料机(21)连接回火输送机构(22)，回火输送机构(22)从回火料盘拉料机(21)设置到料盘拉料机(16)，回火翻转机构(20)另一侧有回火喷淋室(23)。

2.根据权利要求1所述的钢质模锻件调质热处理自动生产线，其特征在于：垂直升降机构有一个架体(24)，架体(24)中设有升降平台(25)，架体(24)上有动力升降机构(26)，升降平台(25)上有导轮(27)，导轮(27)与架体(24)的升降导轨配合，动力升降机构(26)可带动升降平台(25)沿升降导轨上下运动。

3.根据权利要求1所述的钢质模锻件调质热处理自动生产线，其特征在于：回火喷淋室(23)由喷淋系统和传输系统组成，喷淋系统有喷淋管(28)、水泵、水箱、积水槽(29)，喷淋管(28)通过水泵和水箱连接，喷淋管(28)位于回火喷淋室(23)上部，积水槽(29)位于回火喷淋室(23)下部，传输系统的传送带(30)位于回火喷淋室(23)中部。

Images