CN107626799B - 一种阵列凹坑压制装置及阵列凹坑的压制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阵列凹坑压制装置,包括支撑部分,包括支撑部分和长杠杆,支撑部分连接于长杠杆的一端,长杠杆上靠近长杠杆与支撑部分的连接端设置有压制部分,长杠杆上靠近长杠杆的另一端设置有传动部分;本发明公开了一种阵列凹坑的压制方法,该方法使用上述的阵列凹坑压制装置,具体按照以下步骤实施:步骤1:装夹板料;步骤2:使用不同的压制力对夹板料进行压制,并记录符合要求的凹坑所需的压制力;步骤3:根据零件尺寸确定坑点的加工阵列形式和加工范围;步骤4:装夹所要加工的工件;步骤5:启动阵列凹坑压制装置,根据设置好的压制力和加工阵列形式及范围对工件进行加工。步骤6:加工结束后,关停阵列凹坑压制装置,取出工件。
Description
技术领域
本发明金属零件表面压制技术领域,涉及一种阵列凹坑压制装置,本发明还涉及一种阵列凹坑的压制方法。
背景技术
在对工件进行加工时,为提高工件的机械特性,通常会对工件表面做凹陷处理,现有技术中常会使用喷丸装置对工件表面进行喷丸处理,喷丸装置先将工件固定,然后通过喷嘴对工件进行喷丸,在喷丸过程中通过调整工件位置来实现对工件表面不同位置的喷丸处理,但工件表面在加工过程中接受到每个弹丸的撞击状况并不是完全相同的,利用喷丸装置加工工件无法使工件表面受到均匀的撞击,而且弹丸的撞击位置并不准确。
发明内容
本发明的目的是提供一种阵列凹坑压制装置,实现对工件表面精准地压制阵列凹坑。
本发明的另一目的在于提供一种压制阵列凹坑的方法。
本发明所采用的第一种技术方案是,一种阵列凹坑压制装置,包括支撑部分和长杠杆,支撑部分连接于长杠杆的一端,长杠杆上靠近长杠杆与支撑部分的连接端设置有压制部分,长杠杆上靠近长杠杆的另一端设置有传动部分。
本发明第一种技术方案的特点还在于:
支撑部分包括两个平行设置的挡板,挡板底部均设置有支座。
支座设置有四个,分别位于两个挡板两端的底部。
压制部分包括“凹”型导向槽块,导向槽块通过螺栓固定在两个平行挡板之间,且导向槽块开口向下,导向槽块两侧均设置有导向通孔槽,导向槽块上位于两个导向通孔槽上方的位置分别设置有第一弹簧挂杆,两个导向通孔槽中均放置有第二弹簧挂杆,同侧的第二弹簧挂杆与第一弹簧挂杆均通过弹簧连接,两个第二弹簧挂杆与上压柱板两侧固接,长杠杆两侧通过螺栓分别固定有施压辊子,施压辊子底面均与所述上压柱板上表面接触,上压柱板下表面固接有上压柱,上压柱连接有下压柱,下压柱底端设置有压头,压头下方设置有底座,底座通过十字滑轨连接有工作台,工作台上表面固定有工件夹具。
工件夹具包括工件固定座,工件固定座一侧设置有尖顶底座,尖顶底座一端设置有尖顶,工件固定座设置有横截面为梯形的放置凹槽,放置凹槽的一端设置有限位板,放置凹槽的另一端与所述尖顶相对。
上压柱与下压柱相对的一端各自对应设置有第一法兰和第二法兰,第一法兰与第二法兰通过螺栓与螺母紧固,第一法兰与第二法兰的扣合空间中设置有力传感器,且力传感器与压头连接。
传动部分包括电机支座,电机支座通过电机旋转轴分别与两个挡板相连,电机支座中沿其长向设置有丝杆,且丝杆上端伸出电机支座并穿过长杠杆,丝杆通过丝杆螺钉和丝杆螺母与长杠杆活动连接,丝杆下端通过联轴器连接有电机轴,电机支座上表面通过螺栓固定有两个横截面为“工”字形状的丝杆护板,两个丝杆护板分别位于所述丝杆两侧,丝杆护板上表面设置有盖板,电机支座下表面固定有电机,且电机与电机轴连接。
本发明的第二种技术方案是,一种阵列凹坑的压制方法,该方法使用第一种技术方案的阵列凹坑压制装置实现阵列凹坑的压制,具体按照以下步骤实施:
步骤1:装夹板料;
步骤2:使用不同的压制力对夹板料进行压制,并记录符合要求的凹坑所需的压制力;
步骤3:根据零件尺寸确定坑点的加工阵列形式和加工范围;
步骤4:装夹所要加工的工件;
步骤5:启动阵列凹坑压制装置,根据设置好的压制力和加工阵列形式及范围对工件进行加工。
步骤6:加工结束后,关停阵列凹坑压制装置,取出工件。
本发明的有益效果是,本发明的阵列凹坑压制装置结构简单,使用方便,其中,传动部分的电机可以输出一定的扭矩,控制压头对于所压制材料表面的压制力;结合十字滑轨,可以控制每个压制点的压制位置,从而做到精确压制;下压后的压头能够利用利用弹簧的伸缩进行复位并准备下一次的压制;可以在关键零部件的复杂曲面上精确地压制阵列凹坑,从而精确控制残余压应力及表层材料的弹塑性变形,保证零件表面完整性,提高零件疲劳强度。本发明的阵列凹坑的压制方法,利用本发明第一种技术方案的阵列凹坑压制装置,根据预压制确定压制力,并且依据需要设置阵列的大小和范围,对工件表面阵列凹坑的压制具有多样性。
附图说明
图1是本发明一种阵列凹坑压制装置的结构示意图;
图2是图1中沿A-A向的剖面结构示意图;
图3是本发明一种阵列凹坑压制装置中导向槽块的结构示意图;
图4是本发明一种阵列凹坑压制装置中工件夹具的结构示意图;
图5是图1中沿B-B向的剖面结构示意图;
图6是本发明一种阵列凹坑的压制方法实施例1的阵列凹坑压制图;
图7是本发明一种阵列凹坑的压制方法实施例3的阵列凹坑压制图;
图8是本发明一种阵列凹坑的压制方法实施例4的阵列凹坑压制图;
图9是本发明一种阵列凹坑的压制方法实施例5的阵列凹坑压制图。
图中,1.长杠杆,2.挡板,3.放置凹槽,4.支座,5.导向槽块,6.导向通孔槽,7.第一弹簧挂杆,8.第二弹簧挂杆,9.弹簧,10.施压辊子,11.上压柱,12.下压柱,13.压头,14.底座,15.十字滑轨,16.工作台,17.工件夹具,18.工件固定座,19.尖顶底座,20.尖顶,21.第一法兰,22.第二法兰,23.力传感器,24.电机支座,25.电机旋转轴,26.丝杆,27.联轴器,28.电机轴,29.丝杆护板,30.盖板,31.电机,32.上压柱板,33.挡板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种阵列凹坑压制装置,如图1所示,包括支撑部分和长杠杆1,支撑部分连接于长杠杆1的一端,长杠杆1上靠近长杠杆1与支撑部分的连接端设置有压制部分,长杠杆1上靠近长杠杆1的另一端设置有传动部分。
支撑部分包括两个平行设置的挡板2,两个挡板2两端的底部均设置有支座4,共设置有4个支座4。
如图1和2所示,压制部分包括“凹”型导向槽块5,如图3所示,导向槽块5通过螺栓固定在两个平行挡板2之间,且导向槽块5开口向下,导向槽块5两侧均设置有导向通孔槽6,导向槽块5上位于两个导向通孔槽6上方的位置分别设置有第一弹簧挂杆7,两个导向通孔槽6中均放置有第二弹簧挂杆8,同侧的第二弹簧挂杆8与第一弹簧挂杆7均通过弹簧9连接,两个第二弹簧挂杆8与上压柱板32两侧固接,长杠杆1两侧通过螺栓分别固定有施压辊子10,施压辊子10底面均与上压柱板32上表面接触,上压柱板32下表面固接有上压柱11,上压柱11连接有下压柱12,下压柱12底端设置有压头13,上压柱11与下压柱12相对的一端各自对应设置有第一法兰21和第二法兰22,第一法兰21与第二法兰22通过螺栓与螺母紧固,第一法兰21与第二法兰22的扣合空间中设置有力传感器23,且力传感器23与压头13连接,压头13下方设置有底座14,底座14通过十字滑轨15连接有工作台16,工作台16上表面固定有工件夹具17。
如图4所示,工件夹具17包括工件固定座18,工件固定座18一侧设置有尖顶底座19,尖顶底座19一端设置有尖顶20,工件固定座18设置有横截面为梯形的放置凹槽3,放置凹槽3的一端设置有限位板33,放置凹槽3的另一端与所述尖顶20相对。
如图5所示,传动部分包括电机支座24,电机支座24通过电机旋转轴分别与两个挡板2相连,电机支座24中沿其长向设置有丝杆26,且丝杆26上端伸出电机支座24并穿过长杠杆1,丝杆26通过丝杆螺钉和丝杆螺母与长杠杆1活动连接,丝杆26下端通过联轴器27连接有电机轴28,电机支座24上表面通过螺栓固定有两个横截面为“工”字形状的丝杆护板29,两个丝杆护板29分别位于丝杆26两侧,丝杆护板29上表面设置有盖板30,电机支座24下表面固定有电机31,且电机31与电机轴28连接。
本发明一种阵列凹坑的压制方法,该方法使用上述的阵列凹坑压制装置,具体按照以下步骤实施:
步骤1:装夹板料;
步骤2:使用不同的压制力对夹板料进行压制,并记录符合要求的凹坑所需的压制力;
步骤3:根据零件尺寸确定坑点的加工阵列形式和加工范围;
步骤4:装夹所要加工的工件;
步骤5:启动阵列凹坑压制装置,根据设置好的压制力和加工阵列形式及范围对工件进行加工。
步骤6:加工结束后,关停阵列凹坑压制装置,取出工件。
实施例1
拟加工一块长600mm,宽300mm,厚3mm的薄板金属材料。
步骤1:装夹薄板金属板料;
步骤2:在准备压制矩阵坑的附近,通过试验压制,获得能够得到所需坑点大小的压制力并记录;
步骤3:根据该板状零件尺寸确定坑点的加工阵列大小,拟加工阵列为50×100的矩阵点阵;
步骤4:装夹所要加工的薄板金属工件;
步骤5:将压头设置在压制的第一点上,启动装置,如图6所示,压头由第一点(1,1)下压后,压头抬起,十字滑块工作台移动板件到下一个压制点(1,2)进行压制,直到该行最后一点(1,100)压制后第一行压制结束,压头从下一行的最后一点(2,100)逐次压制到该行的第一点(2,1)后第二行结束压制,接着再从下一行的紧邻上一行点的(3,1)开始压制,以此类推,按照“之”字形状进行加工,直到最后一点压制结束。
实施例2
拟加工一根直径为150mm,长600mm的柱状金属材料。
步骤1、装夹柱状金属板料;
步骤2:在准备压制矩阵坑的附近,通过试验压制,获得能够得到所需坑点大小的压制力并记录;
步骤3:根据该柱状零件尺寸确定坑点线的加工长度;
步骤4:步骤4:装夹所要加工的柱状金属工件;
步骤5:将压头设置在压制的第一点上,启动装置,压制棒状零件圆柱面最上端一条坑点线,压制好后,调整柱状零件,使得下一待加工坑点线朝最上端;重复步骤2、3、4,直到最后一点压制结束。
实施例3
拟加工一块直径为100mm,厚3mm的圆盘状金属材料。
步骤1、装夹圆盘状金属板料;
步骤2:在准备压制矩阵坑的附近,通过试验压制,获得能够得到所需坑点大小的压制力并记录;
步骤3:根据该盘状零件尺寸确定坑点的加工阵列大小,拟加工同一圆内坑点间隔为15mm,加工总圈数为50圈;
步骤:4:将压头设置在预加工圆环阵列最外侧的第一点上,启动装置,如图7所示,压头由第一点(1,1)下压后,压头抬起,十字滑块工作台移动板件到该圈下一个压制点(1,2)直到该圈最后一点(1,100)压制后第一圈压制结束;压头从下一圈的第一点(2,1)逐次压制到该圈的最后一点(2,70)后第二圈结束压制,接着再从下圈的紧邻上一圈的(3,1)开始压制,以此类推,直到最后一点压制结束。
实施例4
拟加工一块边长50mm,厚3mm的正方形薄板金属材料。
步骤1、装夹板料;
步骤2:在准备压制矩阵坑的附近,通过试验压制,获得能够得到所需坑点大小的压制力并记录;
步骤3:根据该板状零件尺寸确定坑点的加工阵列大小,拟加工阵列为50×50的矩阵点阵;
步骤4:将压头设置在压制的第一点上,启动装置,如图8所示,压头由第一点(1,1)下压后,压头抬起,十字滑块工作台移动板件到下一个压制点(1,2)直到该行最后一点(1,50)压制后第一行压制结束,压头从下一行的最后一点(2,50)逐次压制到该行的第一点(2,1)后第二行结束压制,接着再从下一行的紧邻上一行点的(3,1)开始压制,以此类推,按照“之”字形状进行加工,直到最后一点压制结束。
实施例5
拟加工一块外径为100mm,内径为30mm,厚3mm的环形圆盘状金属板料。
步骤1、装夹板料;
步骤2:在准备压制矩阵坑的附近,通过试验压制,获得能够得到所需坑点大小的压制力并记录;
步骤3:根据该板状零件尺寸确定坑点的加工阵列大小,拟加工同一圆内坑点圆弧间隔为13mm,加工圈数为30圈;
步骤4:将压头设置在预加工圆环阵列最外侧的第一点上,启动装置,如图9所示,压头由第一点(1,1)下压后,压头抬起,十字滑块工作台移动板件到该圈下一个压制点(1,2)直到该圈最后一点(1,100)压制后第一圈压制结束;压头从下一圈的第一点(2,1)逐次压制到该圈的最后一点(2,70)后第二圈结束压制,接着再从下圈的紧邻上一圈的(3,1)开始压制,以此类推,直到最后一点压制结束。
通过上述方式,本发明一种阵列凹坑压制装置,可以在关键零部件的复杂曲面上精确地压制阵列凹坑,从而精确控制残余压应力及表层材料的弹塑性变形,保证零件表面完整性,提高零件疲劳强度;本发明的阵列凹坑的压制方法,利用本发明第一种技术方案的阵列凹坑压制装置,根据预压制确定压制力,并且依据需要设置阵列的大小和范围,对工件表面阵列凹坑的压制具有多样性。
Claims (7)
1.一种阵列凹坑压制装置,其特征在于,包括支撑部分和长杠杆(1),支撑部分连接于长杠杆(1)的一端,所述长杠杆(1)上靠近长杠杆(1)与支撑部分的连接端设置有压制部分,所述支撑部分包括两个平行设置的挡板(2),所述长杠杆(1)上靠近长杠杆(1)的另一端设置有传动部分;
所述压制部分包括“凹”型导向槽块(5),导向槽块(5)通过螺栓固定在两个平行挡板(2)之间,且导向槽块(5)开口向下,所述导向槽块(5)两侧均设置有导向通孔槽(6),所述导向槽块(5)上位于两个导向通孔槽(6)上方的位置分别设置有第一弹簧挂杆(7),两个所述导向通孔槽(6)中均放置有第二弹簧挂杆(8),同侧的第二弹簧挂杆(8)与第一弹簧挂杆(7)均通过弹簧(9)连接,所述两个第二弹簧挂杆(8)与上压柱板(32)两侧固接,所述长杠杆(1)两侧通过螺栓分别固定有施压辊子(10),所述施压辊子(10)底面均与所述上压柱板(32)上表面接触,所述上压柱板(32)下表面固接有上压柱(11),上压柱(11)连接有下压柱(12),所述下压柱(12)底端设置有压头(13),所述压头(13)下方设置有底座(14),底座(14)通过十字滑轨(15)连接有工作台(16),工作台(16)上表面固定有工件夹具(17)。
2.根据权利要求1所述的一种阵列凹坑压制装置,其特征在于,所述挡板(2)底部均设置有支座(4)。
3.根据权利要求2所述的一种阵列凹坑压制装置,其特征在于,所述支座(4)设置有四个,分别位于两个挡板(2)两端的底部。
4.根据权利要求1所述的一种阵列凹坑压制装置,其特征在于,所述工件夹具(17)包括工件固定座(18),工件固定座(18)一侧设置有尖顶底座(19),尖顶底座(19)一端设置有尖顶(20),所述工件固定座(18)设置有横截面为梯形的放置凹槽(3),放置凹槽(3)的一端设置有限位板(33),放置凹槽(19)的另一端与所述尖顶(20)相对。
5.根据权利要求1所述的一种阵列凹坑压制装置,其特征在于,所述上压柱(11)与下压柱(12)相对的一端各自对应设置有第一法兰(21)和第二法兰(22),所述第一法兰(21)与第二法兰(22)通过螺栓与螺母紧固,所述第一法兰(21)与第二法兰(22)的扣合空间中设置有力传感器(23),且所述力传感器(23)与压头(13)连接。
6.根据权利要求2或3所述的一种阵列凹坑压制装置,其特征在于,所述传动部分包括电机支座(24),电机支座(24)通过电机旋转轴(25)分别与两个所述挡板(2)相连,所述电机支座(24)中沿其长向设置有丝杆(26),且丝杆(26)上端伸出电机支座(24)并穿过所述长杠杆(1),所述丝杆(26)通过丝杆螺钉和丝杆螺母与所述长杠杆(1)活动连接,所述丝杆(26)下端通过联轴器(27)连接有电机轴(28),所述电机支座(24)上表面通过螺栓固定有两个横截面为“工”字形状的丝杆护板(29),两个丝杆护板(29)分别位于所述丝杆(26)两侧,所述丝杆护板(29)上表面设置有盖板(30),所述电机支座(24)下表面固定有电机(31),且所述电机(31)与电机轴(28)连接。
7.一种阵列凹坑的压制方法,其特征在于,该方法使用如权利要求1-6任一项所述的阵列凹坑压制装置实现阵列凹坑的压制,具体按照以下步骤实施:
步骤1:装夹板料;
步骤2:使用不同的压制力对夹板料进行压制,并记录符合要求的凹坑所需的压制力;
步骤3:根据零件尺寸确定坑点的加工阵列形式和加工范围;
步骤4:装夹所要加工的工件;
步骤5:启动阵列凹坑压制装置,根据设置好的压制力和加工阵列形式及范围对工件进行加工;
步骤6:加工结束后,关停阵列凹坑压制装置,取出工件。
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