一种活塞加工用热处理装置及工艺的制作方法

本发明涉及淬火设备领域，尤其涉及一种活塞加工用热处理装置及工艺。

背景技术：

1、活塞是内燃机中的核心运动部件，其力学性能和使用寿命与热处理质量密切相关。现有活塞淬火通常采用将加热后的工件直接浸入淬火槽中的方式进行冷却，淬火液多处于自然循环或简单搅拌状态，槽内流场分布不均，容易导致工件各部位冷却速度存在差异，进而影响组织和性能的一致性，同时，淬火过程中工件表面产生的氧化皮、碳化皮等杂质难以及时清除，部分杂质会重新附着于工件表面，增加后续清理工序；另一部分则沉积于槽底，造成淬火液污染，降低其换热性能和使用寿命。此外，工件在吊装浸入和淬火过程中易受液流冲击而发生晃动，甚至与槽壁碰撞，导致表面损伤和尺寸精度下降，因此，亟需一种活塞加工用热处理装置及工艺，用于解决上述提到的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决背景技术中存在的缺点，而提出的一种活塞加工用热处理装置及工艺。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种活塞加工用热处理装置，包括淬火槽，所述淬火槽内部设置有格栅架，所述格栅架底部固定连接有底架，所述底架两侧均开设有贯穿的连通孔，所述底架底端中部安装有振动座，所述振动座内部安装有振动电机，所述淬火槽底端中部两侧均安装有泵仓，所述淬火槽两侧中部均开设有均匀分布的回流口，所述回流口内部均转动连接有分流板，所述分流板底端中部均固定连接有导向盘，所述分流板顶端中部均固定连接有半齿轮，所述半齿轮顶部均啮合连接有主动齿轮，所述主动齿轮中部均贯穿并固定连接有转轴，所述淬火槽两端中部均固定连接有连通仓，所述连通仓均与回流口内部相连通，所述连通仓底部均固定连通有多个回流管，所述回流管远离连通仓的一端均与泵仓内下部水泵输出端固定连通，所述泵仓内部水泵输入端均固定连通有进液头，所述泵仓内上部均安装有气泵，所述泵仓顶部均安装有多个固定套筒，所述固定套筒内部均滑动连接有滑动内筒，所述滑动内筒内部均开设有中孔，所述滑动内筒均通过连通孔与格栅架内部相连通，所述滑动内筒外周下部均开设有均匀分布的连通口，所述固定套筒外周一侧均安装有连接口，所述连接口内部均固定连通有连通管，所述连通管远离连接口的一端均与泵仓内部气泵输出端相连通，所述滑动内筒底端中部均固定连接有位移传感器，所述滑动内筒底端中部外侧均安装有顶簧，所述顶簧均设置在固定套筒内底部，所述格栅架中部开设有均匀分布的开口，所述开口内侧均开设有多个出气孔，所述出气孔内部均设置有单向阀，部分所述出气孔内出口部均安装有孔板。

3、优选的，所述淬火槽前部一侧安装有控制面板，所述控制面板用于控制其余电控设备。

4、优选的，所述淬火槽底端中部设置有出料仓，所述出料仓内部设置有出料绞龙，所述出料绞龙两端均贯穿出料仓侧壁并与出料仓转动连接。

5、优选的，所述出料仓一端安装有伺服电机，所述出料仓另一端安装有出料筒，所述出料筒底部开设有出料口，所述出料口内部安装有电磁阀。

6、优选的，所述伺服电机驱动端与出料绞龙中部轴一端固定连接，所述出料绞龙远离伺服电机的一端设置在出料筒内部。

7、优选的，所述振动座底端中部固定连接有波纹管，所述波纹管底部固定连接有安装架，所述安装架固定连接在淬火槽内中部下侧，所述安装架与波纹管内部相连通。

8、优选的，所述格栅架外周设置有缓冲层，所述缓冲层外周部与淬火槽内壁间隙配合。

9、优选的，所述转轴与主动齿轮均转动连接在淬火槽壁体内部，所述转轴端部均固定连接有步进电机，所述步进电机均安装在淬火槽前部两侧。

10、优选的，所述进液头顶部均依次贯穿泵仓和淬火槽，所述淬火槽内下部两侧均设置有对称设置的导料坡，所述进液头顶部固定连接有倾斜的导板，所述导板倾斜方向与下部导料坡倾斜方向均相同。

11、优选的，一种活塞加工用热处理工艺，包括以下具体步骤：

12、s1、准备阶段：

13、s1.1、向淬火槽内注入淬火液至预定液位；

14、s1.2、通过控制面板启动系统，对泵仓内的水泵、气泵、振动座内的振动电机、步进电机及位移传感器进行自检；

15、s1.3、检查关闭出料口处的电磁阀，完成淬火前准备；

16、s2、加热装载阶段：

17、s2.1、将活塞工件加热至奥氏体化温度并保温；

18、s2.2、利用吊装装置将工件放置于格栅架上，缓慢浸入淬火液中，缓冲层对格栅架进行缓冲限位；

19、s2.3、工件重量经格栅架和底架传递，使滑动内筒在固定套筒内压缩顶簧下移，位移传感器将检测信号反馈至控制面板；

20、s3、强化淬火阶段：

21、s3.1、启动气泵，惰性气体经连通管、连接口、连通口、中孔、连通孔进入格栅架内部；

22、s3.2、气体由开口内侧的出气孔喷出，形成气泡，部分气体经孔板形成细密气泡；

23、s3.3、启动振动座，振动经波纹管和安装架传递至格栅架，促进氧化皮脱落并强化换热；

24、s4、循环调控阶段：

25、s4.1、启动水泵，通过进液头抽吸并输送淬火液；

26、s4.2、在导板和导料坡的导向作用下形成定向液流；

27、s4.3、启动步进电机，经转轴、主动齿轮、半齿轮驱动分流板摆动，通过分流板调节回流口的开度；

28、s4.4、淬火液经连通仓和回流管循环流动，实现工件的均匀冷却；

29、s5、排渣收尾阶段：

30、s5.1、淬火完成后提升工件离开淬火槽；

31、s5.2、启动伺服电机，驱动出料绞龙将杂质输送至出料筒；

32、s5.3、开启出料口处的电磁阀，排出氧化皮及杂质，随后对工件进行清洗和回火处理。

33、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

34、1、通过设置格栅架、底架、振动座以及由连通管、滑动内筒、出气孔和孔板构成的气体输送结构，惰性气体在工件周围形成大小不同的气泡流，并配合振动座产生的振动，使工件表面的氧化皮和附着杂质持续脱落，同时增强淬火液与工件之间的对流换热能力，从而提高活塞淬火后的表面质量和组织均匀性，减少后续清理工序，提高热处理效率。

35、2、通过进液头、导板、导料坡、回流管及连通仓构成淬火液循环通道，并由步进电机驱动转轴、主动齿轮、半齿轮及分流板对回流口开度进行动态调节，使淬火槽内形成方向可控、速度均匀的循环流场，有效避免局部冷却过快或过慢现象，保证活塞各部位获得一致的冷却条件和稳定的力学性能。

36、3、通过固定套筒、滑动内筒、顶簧及位移传感器组成的载荷检测机构，实时感知格栅架上的工件重量变化，并由控制面板据此自动调整气泵、水泵和振动电机的工作参数，使装置能够适应不同规格及装载数量的活塞，提升淬火过程的自动化程度和工艺稳定性。

37、4、通过设置出料仓、出料绞龙、伺服电机、出料筒及带电磁阀的出料口，能够将气泡冲刷和振动剥离下来的氧化皮及杂质及时导出淬火槽，避免杂质在槽底堆积或再次附着于工件表面，保持淬火液的清洁度，降低设备维护频率并延长淬火液的使用寿命。