等离子炬旋转装置的制作方法

专利名称：等离子炬旋转装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于金属缸体或缸套内孔表面等离子束扫描淬火硬化或熔凝硬化的等离子炬旋转装置，属于金属热处理设备。
在金属机械零件中，缸体或缸套类零件占有很大比例。用等离子束对这类零件进行表面快速扫描淬火、熔凝硬化、或多元共渗合金化处理，是一种优质高效的表面改性技术，目前在工业中已获得了越来越广泛的应用。在本发明之前，曾有人设计并使用过使金属缸体或缸套旋转，而等离子炬仅作平移往复运动的内孔表面热处理装置。但是由于金属零件尺寸和外形的差异，作旋转运动的零件的定位和装夹有时很困难，甚至不允许装夹，使上述装置的应用范围受到很大的限制。
本实用新型的目的在于设计一种无需装夹缸体或缸套、不受缸体外型限制、不需要缸体或缸套作任何运动即可对其内孔表面作均匀等离子热处理强化的等离子炬旋转装置。
该等离子炬旋转装置的结构主要是，在工作机床的机械臂上安装可旋转的套管和电机，电机通过机械传动装置带动套管旋转，套管的下端固定上等离子炬，套管的顶端固定循环冷却水箱，水箱内安装冷却水泵，中心处安装气路旋转密封接头，由此通向等离子炬的冷却水进回水管和等离子炬放电用气供气管，经过套管内部与等离子炬连接，另外在套管上安装多个互相绝缘的圆环电极，各圆环电极分别与水泵电缆、等离子炬阳极引弧高频电缆、等离子炬阴极工作电缆相连，各圆环电极又分别与固定在机械臂上的多个互相绝缘的电刷滑动接触，电刷分别与外接电源相连，与圆环电极相连的各电缆分别连接在水泵上或经套管内分别连接到等离子炬的阳极与阴极。工作时电机转动，通过传动装置带动套管和冷却水箱转动，从而实现等离子炬的工作旋转。
以下结合附图详细说明本实用新型的实施例。


图1为等离子炬旋转装置结构示意图。
图例说明(1)-等离子炬；(2)-等离子炬套管；(3)-等离子炬内部管线；(4)等离子炬定位座；(5)-圆环电极；(6)-电刷；(7)-冷却水箱；(8)-气路旋转密封接头；(9)-等离子炬冷却水泵；(10)-传动带；(11)-无级调速电机；(12)-机械臂。
在
图1中，工作机床的机械臂(12)上首先安装电机(11)，在机械臂(12)一端通过定位座(4)安装可旋转的等离子炬套管(2)，套管(2)的下端固定上等离子炬(1)，套管(2)的顶端固定上冷却水箱(7)，水箱(7)内安装上循环冷却水泵(9)和气路旋转密封接头(8)，接头(8)处于旋转轴心位置并与等离子炬气路气管固定连接，水泵(9)的冷却水循环管和气路上的气管即内部管线(3)经套管(2)内腔连通到等离子炬上，另外在套管(2)上固定多个相互绝缘的圆环电极(5)，圆环电极分别与固定在机械臂(12)上的电刷(6)滑动接触，水泵外接电源电缆和等离子炬的阴、阳极外接电源电缆分别接在电刷(6)上，水泵(9)的电源接线和等离子炬(1)的阴、阳极电源接线(即内部管线(3))分别经套管(2)内腔连接在圆环电极(5)上，气路旋转密封接头(8)与外气路相连，工作时，启动电机(11)，电机(11)的转矩经传动带(10)带动套管(2)转动，从而使等离子炬(1)、冷却水箱(7)、循环水泵(9)及内部管线(3)一起旋转，实现了等离子炬(1)在工作时的旋转运动。
本实用新型的优点是由于等离子炬(1)、等离子炬套管(2)及其等离子炬内部管线(3)、冷却水箱(7)及其装入内部的等离子炬冷却水泵(9)固定在一起，共同进行旋转，从而解决了等离子炬冷却水路的密封问题。等离子炬(1)放电所用的压缩气体由处于旋转轴线位置的气路旋转密封接头(8)引入，可使高压气管、气体流量计、高压气瓶等固定放置，即减轻了旋转装置的重量，又可方便调节。这样等离子炬(1)在作旋转运动的同时，又可随机械臂(12)沿缸体内孔轴线作往复运动，从而具备了对内孔表面进行均匀表面扫描的运动条件，无须被处理的缸体或缸套再作任何运动。等离子束扫描过程中，缸体或缸套几乎不受机械力的作用，所以不再需要任何夹持装置，且缸体或缸套的外部形状及尺寸大小不受任何限制，大大提高了等离子处理效率和等离子热处理机床的使用范围，同时消除了夹持变形。当采用无级调速电机作动力时，则可对各种内孔直径的缸体或缸套内表面的等离子强化扫描参数进行优化。在机械臂(12)运动行程中设置控制开关，可对内孔需等离子强化的部位进行精确控制。对同一型号的缸体或缸套进行流水作业生产时，可在等离子炬(1)的下部工作台上设置一工件到位感应开关，将缸体或缸套置于传送带上，当缸体或缸套到达预先设定的感应位置时自动停止，等离子炬(1)自动进行旋转和往复运动，完成对缸体或缸套内孔的等离子硬化处理，待等离子炬退回到上限位时，缸体或缸套进入下一个重复动作，这样就可容易地实现缸体或缸套类零件内孔表面等离子硬化流水线的自动化连续生产。
权利要求1.一种用于金属缸体或缸套内孔表面等离子束扫描淬火硬化或熔凝硬化的等离子炬旋转装置，其特征是在工作机床的机械臂上安装可旋转的套管和电机，电机通过机械传动装置带动套管旋转，套管的下端固定等离子炬，顶端固定冷却水箱，水箱内安装水泵和水管，旋转轴心处安装气路旋转密封接头和气管，水管和气管经套管内部与等离子炬连接，在套管上安装多个互相绝缘的圆环电极，分别与水泵电缆、等离子炬阳极引弧高频电缆、等离子炬阴极工作电缆相连，各圆环电极又分别与固定在机械臂上的互相绝缘的电刷滑动接触，电刷分别与相应的外接电源相连。
专利摘要一种用于金属缸体或缸套内孔表面等离子束扫描淬火硬化或熔凝硬化的等离子炬旋转装置,其结构主要是在工作机床的机械臂上安装可旋转的套管和电机,套管的下端固定等离子炬,顶端固定冷却水箱,水箱内安装水泵和水管,中心处安装气路旋转密封接头和气管,套管上安装多个互相绝缘的圆环电极,分别与固定在机械臂上的电刷滑动接触,电刷与外接电源相连,圆环电极与内部电缆相连。该装置可使等离子炬旋转的同时随机械臂作平移运动,从而完成对内孔表面均匀连续的扫描硬化。
文档编号B23K10/00GK2394751SQ9922221
公开日2000年9月6日 申请日期1999年9月7日 优先权日1999年9月7日
发明者孙玉宗, 李惠琪, 栾兆群, 胡建明, 杨学合 申请人:山东科技大学