一种新能源汽车大断面铝合金型材加工的淬火设备及其操作方法与流程

本发明涉及淬火设备，具体为一种新能源汽车大断面铝合金型材加工的淬火设备及其操作方法。

背景技术：

1、在新能源汽车铝合金型材的挤压生产中，淬火环节直接决定了型材最终的晶体组织与力学性能，特别是对于电池托盘、车身纵梁等大断面型材，其冷却效果更是关键。目前针对这类大断面型材的淬火冷却，大多采用连续式淬火炉，通过淬火炉中的若干固定式喷淋装置喷向型材表面以进行冷却。

2、然而，目前的连续式淬火炉在实际应用过程中存在如下问题：

3、首先，当高温（约500℃）的型材刚进入水中时，表面会迅速形成一层致密的莱顿弗罗斯特蒸汽膜。传统的喷淋方式往往力度单一，难以对这层蒸汽膜进行物理剪切和破碎，进而导致型材深槽、死角等区域的换热效率大打折扣，从而造成淬火不均匀，型材内部就会产生残余内应力，进而引发几何变形，直接影响后续加工和整车装配质量。

4、其次，为了适应不同断面形状的型材，现有的改进设备多依赖复杂的电子伺服控制系统来调节喷淋轨迹和强度。然而，淬火炉内的环境长期处于高温、高湿且水雾弥漫的状态，在这种环境下，精密的电子元件极易发生故障，导致整个调节系统失效，不仅影响生产的稳定性，还会提高设备的维护成本，不利于企业的长期运行。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种新能源汽车大断面铝合金型材加工的淬火设备及其操作方法，能够提高冷却效率。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源汽车大断面铝合金型材加工的淬火设备，包括淬火主体，淬火主体包括两端分别设置有进口和出口的箱体，箱体上还设置有若干用于检修的箱门以及位于底部的第一管体；

3、动力机构，其能够驱动铝合金型材从进口进入淬火主体内部并由出口传出；

4、至少一组冷却机构，环绕设置于铝合金型材的输送路径外围，用于对铝合金型材进行喷淋冷却，冷却机构包括可活动设置的喷水端；

5、推力机构，与冷却机构传动连接，推力机构能够驱动冷却机构的喷水端产生多维空间摆动，以形成具有空间扰动性的干涉水幕剥离铝合金型材表面滞留的蒸汽膜。

6、进一步地，动力机构包括电机、若干辊体、若干链条和若干链轮，电机固定在箱体的外壁上，电机的输出轴与其中一个辊体的一端固定连接，若干辊体平行设置，若干辊体的两端均通过第一密封轴承与箱体转动连接，若干链轮的轴心分别与若干辊体的同一侧的端部固定连接，若干链条分别与相邻两个链轮啮合。

7、进一步地，箱体的外壁固定连接有壳体，若干链条和若干链轮均位于壳体内。

8、进一步地，冷却机构设有多组，其中每四个冷却机构为一组，同一组的四个冷却机构分别位于铝合金型材输送路径的上下左右四侧，推力机构同步驱动同一组的四个冷却机构的喷水端产生摆动；

9、冷却机构包括喷水组件、移动组件、环体、两个支撑组件和两个弹性组件，两个支撑组件的同一端以及环体的一侧均与箱体的内壁连接，环体的内壁与喷水组件的一端连接，喷水组件的另外两端分别与两个弹性组件的一端连接，两个弹性组件的另一端分别与两个支撑组件远离箱体的一端连接，移动组件的两端分别与推力机构和喷水组件连接。

10、进一步地，喷水组件包括三通管、第三管体、两个第二管体、两个第四管体、两个喷头、至少两个第一块体和至少两个第三杆体，第三管体的中部与移动组件连接，第三管体的两端分别与两个第二管体、两个第四管体以及两个第一块体固定连接，两个第四管体的另一端分别与两个喷头的一端固定连接，两个第一块体的另一端分别与两个第三杆体的一端转动连接，两个第三杆体的另一端分别与两个喷头的外壁固定连接，两个第二管体的另一端分别与三通管的两端固定连接，三通管的第三端与外部供水设备的输出端固定连接，第三管体靠近移动组件一端的外壁通过第二密封轴承与环体转动连接，两个喷头均朝向铝合金型材，第四管体为柔性软管，外部供水设备、三通管、两个第二管体、第三管体的两端、两个第四管体以及两个喷头内部依次连通；

11、移动组件包括第二块体和至少一个第三块体，第三管体的内壁开设有至少一个螺旋槽，第二块体的侧壁与第三块体的一端固定连接，第二块体的外壁与第三管体中部的内壁滑动连接，第三块体的外壁与螺旋槽的内壁滑动连接，第二块体远离第三块体的一端与推力机构连接。

12、进一步地，支撑组件包括弧形板和至少一个第二杆体，第二杆体的一端与箱体的内壁固定连接，第二杆体的另一端与弧形板的侧壁固定连接，弧形板的内弧面与弹性组件相抵；

13、弹性组件包括弹簧、第四块体和第四杆体，弧形板的内弧面设置有波浪线槽，第四块体的一端与第三管体的外壁固定连接，第四块体的一侧与弹簧的一端固定连接，弹簧的另一端与喷头的外壁固定连接，喷头外壁的另一侧与第四杆体的一端固定连接，第四杆体的另一端与波浪线槽相抵；

14、第四杆体远离第四块体一端的内部滚动设置有滚珠，滚珠的表面与波浪线槽相抵；

15、位于铝合金型材上下两侧的冷却机构数量不少于两组，且两组冷却机构的环体之间固定连接有至少一个第三板体，第二组冷却机构的第二杆体与第一组冷却机构的弧形板固定连接，位于铝合金型材左右两侧冷却机构的第二块体之间固定连接有第五杆体。

16、进一步地，推力机构包括液压杆、第一板体和三个分离组件，液压杆的外壁与箱体的外壁固定连接，液压杆的输出端与第一板体的中部固定连接，第一板体靠近箱体的一侧与三个分离组件的一端均连接，三个分离组件的另一端分别与位于铝合金型材上、下和左三侧的第二块体连接。

17、进一步地，分离组件包括第五管体、旋紧杆和第六杆体，第五管体的一端与第一板体靠近箱体的一侧固定连接，第五管体的内壁与第六杆体一端的外壁滑动连接，第六杆体的另一端贯穿至箱体内并与第二块体固定连接，旋紧杆的一端贯穿至第五管体内部并与第六杆体的表面相抵，旋紧杆与第五管体螺纹连接。

18、进一步地，若干推力机构的第一板体之间固定连接有第二板体。

19、本发明还提供了一种新能源汽车大断面铝合金型材加工的淬火设备的操作方法，包括如下步骤：

20、步骤一：开启外部供水设备、推力机构以及动力机构的电机，使得各冷却机构即刻开始喷淋冷却液，将待冷却的高温大断面铝合金型材从箱体的进口端送入，使其自然搭设并支撑于若干辊体上；

21、步骤二：动力机构的电机带动端部的辊体转动，利用链条与链轮的联动效应，驱动所有辊体同向且同速转动，带动铝合金型材向出口方向平稳位移；

22、步骤三：当铝合金型材移动至冷却机构的冷却区域时，推力机构的液压杆进行往复伸缩，经第一板体和分离组件推动第二块体移动，位于第二块体上的第三块体沿第三管体的螺旋槽滑动，将直线推力转化为第三管体的轴向扭转，强制驱动喷水组件的喷头产生大幅度的上下摇摆动作；

23、步骤四：在喷头进行宏观上下摇摆的过程中，带动弹性组件同步摆动，其第四杆体端部的滚珠沿支撑组件弧形板上的波浪线槽发生相对滚动，在波浪起伏轨迹与弹簧压缩复位力的共同作用下，强制喷头产生高频的小幅度左右摆动，通过宏观上下摇摆与微观左右震颤叠加形成的多维空间动态复合射流，物理剥离铝合金型材表面的莱顿弗罗斯特蒸汽膜；

24、步骤五：位于型材不同侧的冷却机构通过第五杆体等连接件的传动，实现多侧喷头的同步多维摆动，当需要对冷却机构或推力机构进行检修维护时，通过反向转动旋松旋紧杆，解除其对第六杆体的限位，即可将第六杆体从第五管体内快速抽出，从而极其方便地完成外部推力机构与内部冷却机构的解耦拆卸。

25、与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

26、该种新能源汽车大断面铝合金型材加工的淬火设备及其操作方法，通过设置推力机构和带有螺旋槽的移动组件，将单一的直线推力巧妙转化为喷水组件大幅度的空间旋转摇摆，同时配合带有波浪线槽的支撑组件与弹性组件，在喷头的宏观摇摆轨迹上叠加了高频的微观震颤，这种纯机械驱动的多维复合激振射流，能够像“流体刀”一样高效剪切并物理剥离铝合金型材表面极难破除的莱顿弗罗斯特蒸汽膜，提升深槽等死角区域的换热效率，从而有效避免因冷却不均导致的型材残余内应力和几何变形。

27、该种新能源汽车大断面铝合金型材加工的淬火设备及其操作方法，通过设置位于型材各侧的第五杆体等连接件，在无需增加额外动力源的前提下，实现了多侧喷淋水幕的硬连接绝对同步联动，特别是将第五杆体下沉布置在辊体下方的富余空间内，既保障了左右两侧冷却机构联动发力的稳定性，又避开了型材的输送净空区域，确保了大型材进出料的安全无干涉。

28、该种新能源汽车大断面铝合金型材加工的淬火设备及其操作方法，通过设置带有旋紧杆和第六杆体的分离组件，去除了传统的刚性死接结构，操作人员仅需在设备外部简单旋松旋紧杆，即可快速分离第五管体与第六杆体，方便了外部推力机构与内部冷却机构的拆卸，提高了设备日常检修与维护的效率；同时，通过设置第二板体将各组机构串联成一体化传动格栅，仅需极少的液压动力即可驱动全线同频共振，降低了设备制造成本与运行能耗。