一种用于金属材料深冷加工的自动化减耗处理设备
阅读说明：本技术 一种用于金属材料深冷加工的自动化减耗处理设备 (Automatic consumption reduction treatment equipment for cryogenic processing of metal material ) 是由 何进巧 于 2021-01-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于金属材料深冷加工的自动化减耗处理设备,包括冷却箱以及设置于所述冷却箱左侧的液氮机构,所述冷却箱右侧设有进出机构、封闭机构、切换机构、动力机构,本发明将反应区与外界完全隔开,在大幅减少液氮散逸浪费的同时,使深冷加工时不再需要苛刻的通风环境要求,在自动化的进出装置下,操作人员不需要再伸入液氮内取出金属件,降低了传统的安全风险,同时本发明使用了雾化喷射携带金属件在桶内反复运转的机构使得金属件能够均匀的降温,减少了不合格件的出现,同时本发明实现了处理过程自动化,大大提高了处理效率,节省了劳动力,降低了深冷加工成本。(The invention discloses automatic consumption-reducing treatment equipment for cryogenic processing of a metal material, which comprises a cooling box and a liquid nitrogen mechanism arranged on the left side of the cooling box, the right side of the cooling box is provided with an inlet and outlet mechanism, a sealing mechanism, a switching mechanism and a power mechanism, the invention completely separates a reaction zone from the outside, greatly reduces the waste of liquid nitrogen dissipation, avoids the strict requirement on ventilation environment during cryogenic processing, under the automatic in-out device, operators do not need to extend into liquid nitrogen to take out metal parts, the traditional safety risk is reduced, meanwhile, the invention uses the mechanism that the atomized spray carries the metal piece to repeatedly operate in the barrel, so that the metal piece can be uniformly cooled, the occurrence of unqualified pieces is reduced, meanwhile, the invention realizes the automation of the treatment process, greatly improves the treatment efficiency, saves the labor force and reduces the cryogenic processing cost.)
技术领域
本发明涉及一种用于金属材料深冷加工的自动化减耗处理设备，主要涉及金属深冷加工技术领域。
背景技术
深冷技术是近年来兴起的一种发送金属工件性能的新工艺技术，是最有效、最经济的技术手段。在深冷加工过程中，金属中大量残余奥体转变为马氏体，特别是过饱和的亚稳定马氏体在从负一百九十六摄氏度至室温的过程中会降低过饱和度，析出弥散超微细碳化物，可以使马氏体晶格畸变减少，微观应力降低，而细小弥散的碳化物在材料塑性变形时可以阻碍位错运动，从而强化基体组织；
同时由于超微细碳化物颗粒析出后均匀分布在马氏体基体上，减弱了晶界脆化作用，而基体组织的细化既减弱了杂质元素在晶界的偏聚程度，又发挥了晶界强化作用，从而改善了工模具的性能，使硬度、抗冲击韧性和耐磨性都显著提高；
深冷技术的改进效果不仅限于工作表面，它渗入工件内部，体现的是整体效应，所以可对工件进行重磨，反复使用，而且对工件还有减少淬火应力和增强尺寸稳定性的作用；
现阶段小型工件的深冷加工通常是使用液氮来进行快速冷却，主要的使用方式就是将金属件放入有液氮的桶中来冷却，但这种方式存在几点问题，其中最关键的是需要频繁的开合桶盖，进行放置和取出金属件的操作，这种方式就导致了大量的液氮接触空气快速散逸，液氮的使用成本急剧增加，且因为液氮起雾较大，工具夹取较为不便和容易划伤，需要人工带着护具进行手工取出，容易造成冻伤等安全事故，其次此种模式对环境要求较高密封环境中容易造成窒息需要时刻保持通风，最后此种置入液氮中易发生沉底现象，金属件底面接触不完全，可能会影响金属件后续的加工性能；上述操作效率较低，而且难以实现自动化，针对上述缺点，本发明进行了改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于金属材料深冷加工的自动化减耗处理设备，克服了上述的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
本发明的一种用于金属材料深冷加工的自动化减耗处理设备，包括冷却箱以及设置于所述冷却箱左侧的液氮机构，所述冷却箱右侧设有进出机构、封闭机构、切换机构、动力机构，所述冷却箱中设有冷却腔，所述冷却腔中设有运转机构；
所述运转机构包括位于所述冷却腔内壁内的软质齿条，所述软质齿条一端延伸至所述冷却腔内均匀连接有连接块，所述连接块内侧固定设有运转箱，所述运转箱内设有运转腔，所述运转腔右壁上均匀设有三个阻力块，所述运转腔前后壁上固定设有左右对称的两个阻拦板，所述设有可前后左右滑动的滑动杆，所述滑动杆位于两侧所述阻拦板之间设有限位环限制其左右移动的范围，所述限位环左侧通过弹簧弹性连接左侧所述阻拦板的右壁，所述滑动杆前侧通过弹簧弹性连接所述运转腔的前壁上，所述滑动杆的右端抵接于所述阻力块的一侧，所述运转腔右壁在最后侧所述阻力块的前端设有与所述冷却腔连通的开口，当所述滑动杆右端运行至最后侧所述阻力块时就会弹出至冷却腔内，所述放置板上部设有可沿着右端旋转的放置板，所述放置板下侧通过弹簧弹性连接所述运转腔的底壁，所述运转腔底壁上固定设有固定底座所述固定底座上侧设有可旋转的杠杆，所述杠杆左端设有杠杆推杆，所述运转腔后壁上固定设有旋转底座，所述旋转底座前端旋转设有旋转勾爪，所述旋转勾爪上端突起处连接有固定勾爪，所述固定勾爪上端固定连接所述放置板，所述旋转勾爪下端位于所述杠杆推杆的后侧，当所述杠杆推杆向后移动时，就能够通过所述旋转勾爪放开对所述固定勾爪的连接，从而在弹簧的作用下使得所述放置板向右侧弹开旋转，所述运转腔后壁设有弹簧卷，所述弹簧卷内侧连接有延伸至所述运转腔后侧的弹簧卷，所述螺纹杆在所述运转箱后侧设有转动齿轮，所述转动齿轮左侧啮合有齿条环，所述齿条环上端连接所述放置板的下侧，当所述放置板打开时所述螺纹杆会向前运动使所述阻拦板回到初始位置。
所述封闭机构包括连接于所述冷却腔右侧的进出管，所述进出管内设有左右贯通的进出腔，所述进出腔两端设有左右对称的两个可上下移动的封闭板，所述封闭板上端旋转连接升降杆的两端，所述进出管上侧固定设有底座，所述底座上侧设有一根旋转的旋转轴，所述旋转轴连接所述升降杆，当所述旋转轴发生正转或者反转时，所述封闭板就会有一侧打开一侧关闭的情况，从而使得金属件在所述进出腔中进出时，极大的减少了液氮的泄露和浪费。
进一步的，所述液氮机构包括位于所述冷却箱左侧的液氮箱，所述液氮箱上端设有延伸至所述冷却腔内的喷氮管，所述喷氮管位于所述冷却腔内的一端连接有雾化管，所述液氮箱下侧设有延伸至所述冷却腔左壁上的吸氮管，所述冷却腔底壁上设有底喷管，当装置开始运转时所述液氮箱通过所述喷氮管及所述雾化管向所述冷却腔内的金属件喷洒雾化液氮，而落下的液氮会通过所述底喷管二次向上喷射，尽可能的均匀冷却金属件表面，而到液氮沉积较多时会通过所述吸氮管吸取二次喷洒，留一定深度的液氮在所述冷却腔内是为了保持环境温度的稳定性，防止所述液氮箱中液氮不够时，突然的温度上升影响了金属件的性能。
进一步的，所述动力机构包括位于所述进出管下侧延伸至后侧的支撑板，所述支撑板上固定设有电机，所述电机前侧动力连接有主轴，所述主轴上设有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮左侧啮合连接有被动锥齿轮，所述被动锥齿轮左侧通过被动轴连接有被动轮，所述被动轮上侧动力连接有连接轮，所述喷氮管连接轮左侧延伸至所述冷却箱的内侧啮合连接所述软质齿条，为所述运转机构的整体运行提供动力，而只在侧面开一个被所述软质齿条遮盖的动力口大幅的减少了液氮的流失。
进一步的，所述进出机构包括位于所述进出腔底壁上的底板，所述底板上侧两端设有向内侧延伸对称的两个推块，所述底板中间部分的内侧连接有一个旋转的动力轴，所述动力轴前端连接有转动轮，所述转动轮上端延伸至所述底板上侧啮合有能够在所述底板的上表面滑动的滑动板，所述滑动板上侧中间部分扇叶欧旋转板，所述旋转板上端旋转连接有支撑块，所述滑动板上侧两端对称滑动设有两个滑动箱，所述滑动箱内设有滑动腔，所述滑动腔内滑动设有滑动芯，所述滑动芯下侧通过弹簧弹性连接所述滑动腔的底壁，所述滑动芯上侧设有延伸至所述滑动箱上侧的滑动箱杆，两侧所述滑动箱杆上端抵接所述支撑块的两端，两侧所述滑动箱的内侧通过弹簧弹性连接所述旋转板的一侧，当所述转动轮转动带动所述滑动板整体向左移动时，左侧所述推块撞击左侧所述滑动箱使得所述支撑块向左侧倾斜，反之则所述支撑块向右倾斜，达到接受和放置金属件的目的。
进一步的，所述切换机构包括位于所述冷却腔右壁上位于所述连接块上侧的撞击开关，所述撞击开关右侧设有延伸至所述进出管下侧的控制线，所述进出管下侧固定设有气泵，所述气泵左侧连接所述控制线，所述气泵右侧通过支撑板连接有固定于所述进出管下侧的按压开关，所述气泵后侧设有进气管，所述支撑板内固定设有推动箱，所述推动箱内设有推动腔，所述推动腔内滑动设有推动滑芯，所述推动滑芯下侧通过推动弹簧.弹性连接所述推动腔的底壁，所述进气管一端连接所述至所述推动腔，所述推动滑芯上侧设有延伸至所述支撑板上侧的推动杆，所述动力轴一端延伸至所述推动杆上侧连接有花键，所述动力轴位置与所述主轴对应，所述主轴前端非动力连接有主动皮带轮，所述主动皮带轮前侧设有向前开口的皮带轮腔，所述皮带轮腔后壁上设有与所述花键弹性连接的花键弹簧，所述皮带轮腔上侧通过皮带连接被动皮带轮，所述被动皮带轮前侧动力连接所述旋转轴，当所述撞击开关或者所述按压开关触发时就能够通过所述推动杆上升从而使所述花键进入所述皮带轮腔内与至啮合连接，使得所述电机带动所述旋转轴和所述转动轮旋转，使得所述进出机构和所述封闭机构开始工作。
本发明的有益效果 ：本发明将反应区与外界完全隔开，在大幅减少液氮散逸浪费的同时，使深冷加工时不再需要苛刻的通风环境要求，在自动化的进出装置下，操作人员不需要再伸入液氮内取出金属件，降低了传统的安全风险，同时本发明使用了雾化喷射携带金属件在桶内反复运转的机构使得金属件能够均匀的降温，减少了不合格件的出现，同时本发明实现了处理过程自动化，大大提高了处理效率，节省了劳动力，降低了深冷加工成本。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是图1中A-A的结构示意图。
图3是图2中B-B的放大结构示意图。
图4是图1中C-C的放大结构示意图。
图5是图4中D-D的结构示意图。
图6是图1中E的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1-6对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
结合附图 1-6所述的一种用于金属材料深冷加工的自动化减耗处理设备，包括冷却箱10以及设置于所述冷却箱10左侧的液氮机构100，所述冷却箱10右侧设有进出机构101、封闭机构102、切换机构103、动力机构104，所述冷却箱10中设有冷却腔11，所述冷却腔11中设有运转机构105；
所述运转机构105包括位于所述冷却腔11内壁内的软质齿条26，所述软质齿条26一端延伸至所述冷却腔11内均匀连接有连接块27，所述连接块27内侧固定设有运转箱28，所述运转箱28内设有运转腔59，所述运转腔59右壁上均匀设有三个阻力块60，所述运转腔59前后壁上固定设有左右对称的两个阻拦板70，所述7设有可前后左右滑动的滑动杆71，所述滑动杆71位于两侧所述阻拦板70之间设有限位环72限制其左右移动的范围，所述限位环72左侧通过弹簧弹性连接左侧所述阻拦板70的右壁，所述滑动杆71前侧通过弹簧弹性连接所述运转腔59的前壁上，所述滑动杆71的右端抵接于所述阻力块60的一侧，所述运转腔59右壁在最后侧所述阻力块60的前端设有与所述冷却腔11连通的开口，当所述滑动杆71右端运行至最后侧所述阻力块60时就会弹出至冷却腔11内，所述放置板29上部设有可沿着右端旋转的放置板29，所述放置板29下侧通过弹簧弹性连接所述运转腔59的底壁，所述运转腔59底壁上固定设有固定底座81所述固定底座81上侧设有可旋转的杠杆73，所述杠杆73左端设有杠杆推杆80，所述运转腔59后壁上固定设有旋转底座82，所述旋转底座82前端旋转设有旋转勾爪79，所述旋转勾爪79上端突起处连接有固定勾爪78，所述固定勾爪78上端固定连接所述放置板29，所述旋转勾爪79下端位于所述杠杆推杆80的后侧，当所述杠杆推杆80向后移动时，就能够通过所述旋转勾爪79放开对所述固定勾爪78的连接，从而在弹簧的作用下使得所述放置板29向右侧弹开旋转，所述运转腔59后壁设有弹簧卷75，所述弹簧卷75内侧连接有延伸至所述运转腔59后侧的弹簧卷75，所述螺纹杆74在所述运转箱28后侧设有转动齿轮76，所述转动齿轮76左侧啮合有齿条环77，所述齿条环77上端连接所述放置板29的下侧，当所述放置板29打开时所述螺纹杆74会向前运动使所述阻拦板70 回到初始位置。
所述封闭机构102包括连接于所述冷却腔11右侧的进出管16，所述进出管16内设有左右贯通的进出腔17，所述进出腔17两端设有左右对称的两个可上下移动的封闭板12，所述封闭板12上端旋转连接升降杆13的两端，所述进出管16上侧固定设有底座15，所述底座15上侧设有一根旋转的旋转轴14，所述旋转轴14连接所述升降杆13，当所述旋转轴14发生正转或者反转时，所述封闭板12就会有一侧打开一侧关闭的情况，从而使得金属件在所述进出腔17中进出时，极大的减少了液氮的泄露和浪费。
有益地，所述液氮机构100包括位于所述冷却箱10左侧的液氮箱32，所述液氮箱32上端设有延伸至所述冷却腔11内的喷氮管33，所述喷氮管33位于所述冷却腔11内的一端连接有雾化管34，所述液氮箱32下侧设有延伸至所述冷却腔11左壁上的吸氮管31，所述冷却腔11底壁上设有底喷管30，当装置开始运转时所述液氮箱32通过所述喷氮管33及所述雾化管34向所述冷却腔11内的金属件喷洒雾化液氮，而落下的液氮会通过所述底喷管30二次向上喷射，尽可能的均匀冷却金属件表面，而到液氮沉积较多时会通过所述吸氮管31吸取二次喷洒，留一定深度的液氮在所述冷却腔11内是为了保持环境温度的稳定性，防止所述液氮箱32中液氮不够时，突然的温度上升影响了金属件的性能。
有益地，所述动力机构104包括位于所述进出管16下侧延伸至后侧的支撑板22，所述支撑板22上固定设有电机39，所述电机39前侧动力连接有主轴40，所述主轴40上设有主动锥齿轮43，所述主动锥齿轮43左侧啮合连接有被动锥齿轮38，所述被动锥齿轮38左侧通过被动轴37连接有被动轮36，所述被动轮36上侧动力连接有连接轮35，所述喷氮管3连接轮35左侧延伸至所述冷却箱10的内侧啮合连接所述软质齿条26，为所述运转机构105的整体运行提供动力，而只在侧面开一个被所述软质齿条26遮盖的动力口大幅的减少了液氮的流失。
有益地，所述进出机构101包括位于所述进出腔17底壁上的底板19，所述底板19上侧两端设有向内侧延伸对称的两个推块18，所述底板19中间部分的内侧连接有一个旋转的动力轴87，所述动力轴87前端连接有转动轮55，所述转动轮55上端延伸至所述底板19上侧啮合有能够在所述底板19的上表面滑动的滑动板56，所述滑动板56上侧中间部分扇叶欧旋转板58，所述旋转板58上端旋转连接有支撑块57，所述滑动板56上侧两端对称滑动设有两个滑动箱83，所述滑动箱83内设有滑动腔84，所述滑动腔84内滑动设有滑动芯85，所述滑动芯85下侧通过弹簧弹性连接所述滑动腔84的底壁，所述滑动芯85上侧设有延伸至所述滑动箱83上侧的滑动箱杆86，两侧所述滑动箱杆86上端抵接所述支撑块57的两端，两侧所述滑动箱83的内侧通过弹簧弹性连接所述旋转板58的一侧，当所述转动轮55转动带动所述滑动板56整体向左移动时，左侧所述推块18撞击左侧所述滑动箱83使得所述支撑块57向左侧倾斜，反之则所述支撑块57向右倾斜，达到接受和放置金属件的目的。
有益地，所述切换机构103包括位于所述冷却腔11右壁上位于所述连接块27上侧的撞击开关25，所述撞击开关25右侧设有延伸至所述进出管16下侧的控制线24，所述进出管16下侧固定设有气泵23，所述气泵23左侧连接所述控制线24，所述气泵23右侧通过支撑板22连接有固定于所述进出管16下侧的按压开关20，所述气泵23后侧设有进气管54，所述支撑板22内固定设有推动箱49，所述推动箱49内设有推动腔50，所述推动腔50内滑动设有推动滑芯51，所述推动滑芯51下侧通过推动弹簧53.弹性连接所述推动腔50的底壁，所述进气管54一端连接所述至所述推动腔50，所述推动滑芯51上侧设有延伸至所述支撑板22上侧的推动杆52，所述动力轴87一端延伸至所述推动杆52上侧连接有花键48，所述动力轴87位置与所述主轴40对应，所述主轴40前端非动力连接有主动皮带轮41，所述主动皮带轮41前侧设有向前开口的皮带轮腔46，所述皮带轮腔46后壁上设有与所述花键48弹性连接的花键弹簧47，所述皮带轮腔46上侧通过皮带45连接被动皮带轮44，所述被动皮带轮44前侧动力连接所述旋转轴14，当所述撞击开关25或者所述按压开关20触发时就能够通过所述推动杆52上升从而使所述花键48进入所述皮带轮腔46内与至啮合连接，使得所述电机39带动所述旋转轴14和所述转动轮55旋转，使得所述进出机构101和所述封闭机构102开始工作。
整个装置的机械动作的顺序 ：
1．起始时，操作人员触发按压开关20通过支撑板22、气泵23、进气管54、推动滑芯51、推动杆52使得花键48与主动皮带轮41连接；
2．此时电机39启动通过主轴40、主动皮带轮41、皮带45、被动皮带轮44、旋转轴14、升降杆13使右侧封闭板12打开，同时主动皮带轮41通过花键48、动力轴87、转动轮55、使滑动板56整体向右移动，右侧滑动箱83接触推块18使得支撑块57向右倾斜，开始向支撑块57上装填金属件；
3．电机39反转将支撑块57上的金属件运输至放置板29上侧，此时电机39通过主轴40、主动锥齿轮43、被动锥齿轮38、被动轴37、被动轮36、连接轮35、带动软质齿条26、连接块27、运转箱28、放置板29和上侧的金属件整体开始在冷却腔11中运转，同时不断的重复进行装填的步骤向放置板29上装填金属件，此步骤就能够避免操作人员直接接触液氮；
4．此时液氮箱32启动通过喷氮管33和雾化管34向冷却腔11内的金属件喷洒液氮，深冷加工开始；
5．因为金属件进入的时间不同，每转一圈时，前侧已冷却完毕的运转箱28内的滑动杆71通过阻力块60前侧的开口伸出运转腔59外，接触撞击撞击开关25时，后侧运转箱28内的滑动杆71会在惯性的带动下向前前进一格，直至前出到有开口的阻力块60处，延伸至运转箱28的右侧；
6．同时滑动杆71已经伸出运转腔59外的运转箱28，上侧所装载的金属件已经的冷却完毕的，此时滑动杆71撞击撞击开关25时通过杠杆73、杠杆推杆80、旋转勾爪79、固定勾爪78使得放置板29在弹簧作用下向右翻起，同时撞击开关25通过控制线24触发了气泵23，使得滑动板56提前来到了最左侧，放置板29翻出的金属件落在支撑块57上；
7．放置板29翻动时通过齿条环77、转动齿轮76、弹簧卷75、螺纹杆74将滑动杆71推回原位，而在弹簧卷75的作用下齿条环77重新将放置板29拉下，使旋转勾爪79扣回旋转勾爪79上，回到原位等待下一个金属件的进入；
8．支撑块57上冷却完成的金属件通过电机39的运转，运输至进出管16右侧取出，完成金属件的深冷加工。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。