转臂式大型轴承圈套类零件淬火设备 
 
摘要：分析了传统淬火方式弊端，设计了转臂式淬火设备与具有自体液压涨缩功能的模具，将设备与模具结合为一体，满足淬火工艺要求。介绍了设备的工作过程与优势，得出用相对简单的设备与模具，达到与淬火压床相同的功能，实现模具保持淬火。本淬火设备是对传统工艺的自动化提升，是目前国内较为先进的工艺装备，获得了国家专利授权。
关键词：立柱转臂式 大型轴承内外圈 自体液压涨缩淬火模具 变频供油冷却 触摸屏控制
  
Revolving Arm Style Large Bearing Rings Parts Quench Equipment
 
Abstract:This thesis analyses the shortcoming of traditional quench method, design revolving
arm style quench equipment and the quench tooling that with extension function by
self-hydraulic system, combine the equipment with the tooling to meet the quench technological
requirements. The thesis introduces the working process and superiority of the equipment, use
the relative simple equipment and tooling can achieve the same functions of a quench press,
and to complete the quenching process by the tooling keep pressure, it is an advanced
equipment in our country at present, and it has obtained the patent right of our country.
Key words:vertical column revolving arm style；large inner and outer bearing rings；the quench
tooling with extension function by self-hydraulic system ；converter control cooling oil supply；
the touch screen control
 
 
转臂式淬火设备是专为大型轴承内套和外套淬火设计的专用设备，与模具配套，除工件入模、锁模过程需人工外，实现了淬火过程的半自动化。
目前国内在大型轴承内套和外套淬火过程与此相似，即工件装在有简易模具加热托架上，一起吊入井式炉加热，到淬火温度后用吊车从井式炉中吊出，将工件和模具（托架）一起吊入油池中，上下起吊淬火；对于尺寸较小的工件，多个工件叠放在托架上，加热后吊出托架，再将单件分吊到模具上，吊入油池上下起吊淬火。
这样的淬火过程存在热损失大、模具损耗大、模具占地大、吊车故障率高、随入油过程的长短造成淬火质量差异大等一系列弊端。
转臂式淬火设备是对传统工艺的自动化提升，将设备与模具结合为一体，设备实现模具的转位、提升与下降、冷却油液的循环、控制等淬火工艺要求、具有自体液压涨缩功能的模具确保强制阻止工件淬火变形，与淬火压床的功能一样，实现模具保持淬火。
和该设备配套的加热炉为井式炉、辊棒炉、多用炉及其他合适的加热设备。 

设备包括主机、模具、冷却系统、液压系统、电控系统.等，限于篇幅，仅就主机、模具与冷却系统做一简述。
1主要结构及原理
设备的结构原理如图一，
图中：1、内油池 2、托盘 3、模具 4、提升油缸 5、浮动机构 6、转臂 7、配重 8、立柱 9、淬火机构 10、外油池
工作过程如下：
机床处于原位时，转臂连同提起的上模具，停留在转离工作位置的某一角度（根据工件直径的大小，角度可以设定），淬火机构托起下模具处于上位。加热出炉的工件被吊车吊入机床的工作位置，由人工扶正，放在下模具上。启动按钮，定位销拔出，转臂回位，定位销重新插入使转臂的工作位置固定，提升油缸下行落下模具，到某一位置时，有人工点动按钮，使上、下模具对中插入下模具并将契铁旋转一个角度，推入契孔，上下模具连接为一体，此时，模具油缸的高压进油接通，油缸推动撑开模具到设定尺寸保持工件。同时，池内油液开始循环，淬火机构下行进入油池，同时，插板油缸动作拔出插板，提升油缸随淬火机构浮动，即模具、工件、提升油缸于淬火机构一起下行进入油池，工件由模具保持在调定的冷却状态下淬火。淬火过程结束后，淬火机构换向，托起工件、模具及浮动的提升油缸，到位后，插板插入，结束提升油缸的浮动，同时模具液压缸换向，模具松开。此时，人工操作转回锁杆角度，上下模具分离，按按钮，提升油缸提起上模具，到位后，插销油缸换向拔起插销，转臂回转，将上模具转离到设定的角度，插销重新插入，转臂被固定在初始位置。淬火后的工件留在下模具上，启动吊车，吊走已淬火的工件，一个工作循环完成，原位等待下一个循环的开始。
2主要技术参数及适用范围
被淬的外径范围是从 450 到 915mm。轴承圈的高度范围是从 25 到 400mm。轴承圈的重量范围是 50 到 300kg。
轴承圈的外形为单锥外圈、单锥内圈、双锥外圈、双锥内圈。设备的主要技术数据：
表 1 设备的主要技术参数
 

1 淬火零件数量 1 件 2 淬火时间设定范围 0～9999 秒连续可调 3 中心冷却循环泵 流量：520m3/h，用变频器可调节流量 4 被淬火工件尺寸 直径：φ450～φ915mm，高度：25～400mm 设 备主参 数 动力部分 液压系统从 6～10MPa, 可调整 主要工作尺寸 工作面离地高度 1150mm 模具安装空间 ≤φ1100mm 外形尺寸 2800×3100×3880mm（L×W×H）

 
 
 
 
模具油缸 4 通入高压油，推动模具内锥撑开模具到设定尺寸，保持工件淬火。淬火后，油缸释压，斜契返回，上下模具分离，提升油缸提起上模具到起始位置。
4冷却系统
淬火冷却系统由主机油池、管道、循环泵、中心喷油机构等组成。冷却油池内、外分开，外油池与内油池有高低差，油库的冷却油通过管、阀进入内油箱，高出内油箱液面的溢
流至外油箱，过滤后经管路流回油库，油库与设备油池的油液不停交换以保证冷却油液的温度。进油管道装有流量计、压力变送器、阀门等以调节和检测进油管道的流量和压力；回油管道中含有温度变送器，以检测油池中冷却油的温度。

淬火时工件和模具浸入冷却油池中，喷油机构将冷却油从外油池吸入，用调定的压力和流量输回到中心喷油装置，通过分配，分别流经工件外周及模具外周的油道，使工件内、外表面同步冷却。内、外油池中的外循环保证了淬火油液的温度，内循环保证了急冷时的流量和流向要求。
内循环泵由变频器控制，减小了频繁启动对泵的损害，而且通过控制泵转速，既保证使工件内、外同时冷却淬火的油量，又不使冷却油喷射出油池，淬火完成后，泵低速运转，具有节能效果且为下一循环做好准备。
如此，设备与模具配套保证了模压淬火流程的运行，油池的自循环系统提供所需的冷却条件，除需人工锁紧模具外，其余模具保持的淬火过程实现了半自动化。
5设备特点
本设备对淬火的工作部分进行了创新设计，具有以下功能和特点：
1）立柱转臂结构，可将模具提升后转开，便于吊车将加热的工件吊入或将已淬工件吊出淬火位置； 2）提升油缸与模具可以成浮动状态，使工件入油淬火和出油提升过程中模具不与提升装置分离，使操作简单，节省时间；3）采用托盘支承模具与工件，托盘油缸可拖动托盘连同模具完成入油池或出油池的淬火过程，有效的利用了设备的空间，降低了设备的空间高度； 4）冷却油池配备有循环供油管路和自循环油泵，油液的温升小，工件的淬透性高；5）除手动锁模外，各动作可执行程序自动控制，提升了大型轴承淬火的自动化程度，保证淬火工件的质量。
电气控制部分采用了触摸屏控制，每一步骤均可通过触摸屏进行调整和设置，方便直观，主要电气元件采用进口产品；程控柜上设有手动淬火时间设定，具有调整和自动程序控制两种控制模式，设有调整、循环转换开关。在调整位置，设有上升、下降按钮，启动按钮，模具可以在任意位置停留，便于更换模具；在循环位置，只要启动循环按钮，压机会按照设定的程序自动循环工作；需要中途停止运行时，按下急停按钮，一切运行停止。PLC 内有若干时间延时，可按给定的淬火工艺要求实现自动程序控制。
6结束语
本设备集装件、锁紧、模具保持、内外强制循环油液冷却、模具提升旋转等动作程序为一体，在满足工件淬火工艺的同时，减小淬火产生的形变，达到降低材料损耗和返工率，缩短磨削工时，提高工效，降低劳动强度，实现连续化生产的目的。本设备适合与各种加热和回火、清洗设备连线使用。
根据用户的需要，可以为该淬火设备配备比吊车更为方便、省力的工件转运和传输设备。