本发明涉及到在淬火、成形、淬火、渐变回火及最后冷却之前加热的自动装置,该装置用于呈现特殊的强度、塑性及硬度特性另件的大批量生产。这个装置特别适用于薄壁园形另件的成形加工,尤其是弹簧园盘,锯条及汽车工业中膜片弹簧。 近10年用膜片弹簧替代传统的手工操作杆及各种螺旋弹簧,这些弹簧安置在汽车交通工具的离合器机构上。大家知道膜片弹簧是一个钢制园盘,在它的中心成锯齿状,在静止时,呈现匀称的锥形。在它被处理之前,这个钢制弹簧钢另件是处于退火状态以及具有均匀的金相组织。接着进行地热处理包括加热及淬火。同样需要对另件进行渐变的径向回火,完成的膜片弹簧具有径向渐变的硬度及回火特性。本发明提供一个解决这个问题的自动装置及能实现从热冲压成形到最后冷却的连续处理过程。
已公知一个自动化机器,这个机器可以通过热冲压成形及淬火的操作循环而得到离合器的膜片。可以参看法国专利1598224,它描述一个自动机器,该机器包括一个能产生热量的屏板做成一个带有等距径向格子的输送壳体并通向这个壳体的四周,这个壳体一步一步的迴转运动,一方面从产生热量的屏板的上方接收一个输入的冷的另件,这个另件是通过入炉和出炉的方法进入壳体的空格子里;另一方面在上述产生热量的屏板下方将热的另件送到后面的工序;入炉和出炉的协调在加热板上方将堆积在供应库的要处理的另件一个个的送进去,在加热板下方将要热冲压成形和淬火的另件送出,最后将热处理完的另件送到接收库里。
人们知道实现均匀淬火和冲压另件而给出完美的方法的这个著名很久的机器,不能实现膜片弹簧径向方向渐变的硬度和回火特性。
为了试图解决生产具有上述提到的回火及变化的硬度特性的膜片弹簧的问题,最近发展了(WD-A-860582)一个批量另件的热处理设备,在这个设备里包含有再加热装置、淬火夹钳、回火装置和冷却装置,每个处理阶段的加热温度和加热时间是按照予先建立的程序控制。
然而以前的装置在每个工作环节不能进行控制处理另件中的温度梯度的连续性,因而得不到具有径向渐变的硬度及回火特性的另件。本发明提供一个解决这个令人担忧的问题的装置。
为了这个目的,本发明是一个用于成批生产热处理薄形园形另件的自动装置,特别是用于汽车工业的膜片弹簧,在成形、冲压、淬火、回火和边缘回火中,这些不同的处理环节都是一个接一个的对另件连续转移进行。
其特征如下:
-它包括一个可以自动和成批实现膜片弹簧或园形另件的热冲压成形及淬火过程的机器;
-全自动的每个工作装置包含有一个配备在单个加热设备上的压床,它借助于运输设备从自动机一个个的接收另件,在自动机的淬火装置上一个个的接收要淬火的另件,接着连续地一个个向每个工作装置传送。
-配备一些设备,这些设备允许在每个工作装置里向另件中心部分吹入冷空气,这个另件放在相应的压床上,以便在边缘回火处理期间维持这个另件中心部分的温度低于边缘的温度。
-包含一个最终的冷却装置,在这个装置上从上一个装置来的另件通过吹冷空气进行冷却。
-配备一些设备,这些设备可以通过堆积而贮存处理过的另件,以便保证随后按堆排空处理过的另件。
按照设备的特性,本发明的目的在上述众多的装置中的第一个工作装置进行一个予先回火处理,接着在下面的连续的工作装置上实现一批的边缘回火处理;处理过的另件的中心部分在边缘回火操作时经常地被冷却。
根据本发明一个优选的实施例,从冲压和淬火的自动机器取出的另件一个个的运送到不同的工作装置,借助于捕捉臂,该臂包含有可接收另件的园盘形的支撑物,这些臂一方面迴转运动,另一方面借助于装在升降器上一个活动的框架进行移动。
本发明的其它特征及优点从以下的附图的描述可以得出,这些附图表示的实施例不包括全部特征。在图上:
图1是一个侧视图,并且是沿着图2中Ⅰ-Ⅰ剖开的、根据本发明的一个自动装置的实施例。
图2是按照图1的Ⅱ-Ⅱ剖面,
图3是按照图1的Ⅲ-Ⅲ剖面,
图4是按照图1的Ⅳ-Ⅳ剖面,
图5是按照图2类似的剖面的一部分,但是比例放大,以便说明能保证从一个工作装置向另一个工作装置传送另件的系统功能。
图6是以更大的比例描述图5的细节。
图7是以更大的比例类似图1的剖面,该图表示设备的工作装置之一的实施例。
参看图,设备包含以下主要部分:
1.用于批量的园形另件、特别是用于弹簧膜片进行冲压和淬火的一个自动机器。10所指出的在总体上这个机器具有法国专利1598224所描述的类型,并且它主要含有装置12,该装置12允许将园形另件一个个送到加热板14;在该加热板上的另件被壳体16的连续的格子所接纳,这个保证另件加热的壳体接着将另件一个个送到18所指出的淬火装置。设备的这一部分是按照法国专利1598224所列出的,因此我们不详细描述。
2.众多的连续工作装置,要处理的另件P被一个个送到这些工作装置进行专利的热处理,这个实例中包含一个予回火装置20及边缘回火装置22、24和26。
3.一个冷却装置28,从前面的连续工作装置送来的另件被送到这个装置。
4.一些接收贮存和排出处理过的另件的装置30。
5.装置32允许从一个工作装置将要处理的另件P一个个的传递给下面的工作装置。
正如我们上述解释的那样,本发明允许连续实现热冲压成形跟随淬火(装置10和18)、予回火(装置20),然后边缘回火(装置22、24、26),在这些持续时间里,在设备里连续移动的另件P接受中心部分冷却的边缘回火,最后在堆积之前快速冷却(装置28),接着把另件排出(装置30)。
如20、22、24或26这样的每一个工作装置都含有一个膜子42和一个冲头34的压床,(参图7),每个工具34和42都装配在单个加热装置35上。压床工具可以在升降器38的作用下按传统形式沿着柱子40、40′导向移动。在处理期间,另件P在工具34和42之间保持夹紧状态,工具34和42中心带有孔44、孔44与供给冷空气的管子连接,以保证定位在工具42上的另件中心部分冷却,冷却空气的排出是通过布置在压床活动台上的通道保证,该通道延伸到机器外。在升降器47作用下操纵杆50带动提取器48在孔44内滑动。从图4和图7中看到,每个提取器48的操纵杆50都有一个气阀形状的园盘52,当提取器处于高处时,这个园盘子可以使管子54与管子46的上部隔开,以保证管子46的冷气供应。这个供应系统详细介绍在图4中,可以看到通过中间设备蜗轮机56供给管子54冷气,借助这个按排在另件的予回火和边缘回火过程中,实现压床34和42工具中心孔44的冷气供应;如果在予回火过程时需要,也就是说提取器在低处,压床处在工作位置,这就保证另件P中心部分的冷却控制及气阀形状的盘52使管子46中断工具42中心部分的冷空气供应;当压床打开时冷却中断,提取器48在升降器47作用下向高处移动,抓住刚刚被处理过的另件P向即将描述的下一装置传送。
在附图4上,管子58可以排出每个工作装置的热气。
现在我们将通过发明描述可予见到的装置,为保证从淬火装置18到调节装置、贮存装置和排出装置30,抓取和移动一个个不同的另件,通过设备的每个不同处理装置介绍。
这些装置含有如60那样的捕抓臂,每个臂有一个支承件62,装在迴转轴61上,迴转轴上有一个小齿轮64(图6)与一个齿条66啮合,借助升降器70及杆68系统推动齿条移动。这个组件装在一个大梁72内部。第二个升降器74由操纵杆76推动,使大梁沿着纵向方向移动。借助于这个布置,捕抓器60的臂通过小齿轮64、齿条66系统及由大梁72组成的整体可以绕它的轴61作迴转运动,捕抓器的众多的臂可以沿着穿过设备另件移动轴作纵向位移,在这个设备的性能描述中将看到,通过滑块78和导轨80移动大梁72。
我们现在将描述设备的最后一个工作装置28,在这个装置,来自前面的边缘回火处理过的另件在被传送到调节装置及排出装置30之前接受最后冷却处理。
在图1表示的工作装置28,主要含有一个升降器82,在杆的端部装有一个带有较好吸引力的磁盘84,使这个盘能抓住来自最后一个边缘回火装置26的另件,当大梁72向冷却装置纵向移动时,这个另件通过最后一个捕抓臂60传送到这个盘84。冷却系统是由空气吹入及借助涡轮机86沿着盘84的轴进行供应空气系统组成。
在这最后工作装置28里,另件全部冷却后堆积并存放在心棒88上,心棒垂直地装在转盘90上,转盘90绕它的轴92迴转。这样,在排出装置30,处理完的另件堆,可以用一切合适的方法卸掉。如图上所指出的,最后冷却装置28,借助于一个分开的围墙94与设备隔开,一方面穿过这个围墙隔板唯一通道将来自装置26的另件引向冷却结束,另一方面,当盘90迴转时,排出已处理过的另件堆。
上面描述的自动设备的功能如下:
另件通过热冲压成形后,在工作装置14和18中冷却,如上面明确指出的那样,它们的细节在以前的专利1598224里已经描述。这样处理过的并干燥的冷的另件被一个个通过上面描述的由捕捉臂60及纵向移动大梁72装置20传送。在工作装置20进行低温回火,这可以进行防脆处理并保持高硬度。接着传送装置可以将热的另件运送到以下的连续装置22、24和26,在那里,另件边缘区域承受回火加热,这些另件的中心区域承受上面描述过的冷空气吹入;以便保持在工作装置20低温回火处理阶段得到的硬度。如上面已描述过的另件传送过程是从压床工具42抽出,借助操纵杆50在它们相应的升降器作用下,使提取器48向高处移动阀门形状的盘52,中断冷空气。在工作装置26实现最后边缘回火后的另件被送到最后工作装置28。始终是通过上面描述的同样的传送手段(捕捉臂60和大梁72)传送另件,在这个工作装置28,另件承受整个表面的快速冷却,保持它们得到的硬度和减少另件的总温度,使它小于或等于70℃。接着另件被堆放在上面描述过的心棒88上。一到堆完时,盘90迴转把另件带向排出装置30卸掉,并向一个运输装置发送。
上面描述的热处理过程,在使用同样的设备时,可以实施下面各种变种,特别是这样:
a)从成形和淬火机器来的另件(装置14和18),可以在后面的处理装置中热态下进行转移。组成的这些装置可以实现四个渐变回火阶段,或者在处理过程中另件的中心部分不进行吹风冷却处理情况下可能实现另件中心部分和边缘等硬度的整个表面回火处理。接着在装置28,象上面描述那样,另件的整个表面进行最后的快速冷却。
b)来自成形和淬火机器的另件(装置14和18),可以在后面的处理装置中热态下进行转移。在这些处理装置里,为了得到贝氏体淬火组织,另件承受保持处理或者在同时实现上面描述的冷空气吹另件中心部分的冷却处理时得到另件边缘区的贝氏体淬火组织。这种空气淬火可以得到径向渐变硬度。接着如上面描述的方法,在阶段28处理中实施最后冷却处理。
当然,通过液体分配机构系统供应不同的升降器使设备完整,这样通过调节装置可以控制在不同的淬火和回火处理阶段中的加热和冷却温度。
根据本发明,设备特别具有以下优点:
-在同一批另件上以重复的和不变的方法得到在目前市场上可支配的机器里按传统技术不能实现的处理质量是可能的。
当然本发明不限于上面描述的实例,本发明包含有一切变种,比如:
-在另件装入用传导或感应实现加热之前的予加热的装置;
-用感应加热代替幅射加热;
-淬火、成形、回火的多重装置;
-用载热液体或其它方法调节温度的成形淬火(300°/380℃贝氏体或在200℃出炉);
-与带机械同步或不带机械同步的成形淬火机器分开的回火装置;等等。