CN203156578U

CN203156578U - 一种自动喷丸装置

Info

Publication number: CN203156578U
Application number: CN 201320084035
Authority: CN
Inventors: 程秀全; 夏琴香; 张建荣; 林列书; 盛湘飞
Original assignee: Guangzhou Civil Aviation College
Current assignee: Guangzhou Civil Aviation College
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2023-02-22

Abstract

本实用新型公开了一种自动喷丸装置，用于金属材料的表面改性技术领域，包括喷丸室及设在喷丸室内的喷嘴，建立xOy、xOz平面分别平行于喷丸室的底面和侧面的空间直角坐标系O-xyz，喷丸室的侧壁设有开口，穿过开口设有可沿x轴、y轴或z轴移动的工件固定架，工件固定架在喷丸室内设有安装盘及驱动安装盘自转的中心轴。本自动喷丸装置工作时，将工件放置在工件固定架的安装盘上，通过喷嘴对工件进行喷丸，调整工件固定架在空间直角坐标系O-xyz中的位置，并同时转动安装盘使工件能够以合理的姿态接受弹丸的撞击，达到提高工件疲劳寿命的目的，本装置通过在喷丸室中移动的工件固定架实现工件的自动化喷丸，改善了喷丸效果。

Description

一种自动喷丸装置

技术领域

本实用新型用于金属材料的表面改性技术领域，特别是涉及一种喷丸装置。

背景技术

喷丸加工技术已广泛用于航空壁板曲率的成形、大量军民用零件的表面强化工艺，在提高构件的疲劳强度方面有着无可比拟的优势。喷丸加工时，为了得到较高的喷丸强度，希望弹丸喷射方向尽量与受喷表面垂直。但由于实际零件的多样性和结构复杂性，为了实现这样的要求，在现有的自动喷丸装置中，均是在喷丸室内安放一台机械手，依靠机械手的柔性，将喷嘴调整到与零件受喷表面基本垂直的角度。一方面机械手位于喷丸室内，难免承受弹丸的撞击，因此要求机械手能在恶劣的环境中工作。另一方面，由于机械手的价格十分昂贵，所以现有的自动喷丸机的价格一般均在100万元以上，这是大多数企业难以承受的。而一般成本较低的简易喷丸机，采用人工操作方式控制喷嘴方向，虽然有比较高的柔性，能够比较好地实现方向控制，但无法实现自动喷丸，由此必然会导致加工的稳定性和重复性很差，一般只适用于采用石英砂对零件表面进行清理，而不能用于零件的表面强化。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种自动喷丸装置，来实现工件在喷丸室内的自动化喷丸。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动喷丸装置，包括喷丸室及设在喷丸室内的喷嘴，建立xOy、xOz平面分别平行于喷丸室的底面和侧面的空间直角坐标系O-xyz，喷丸室的侧壁设有开口，穿过开口设有可沿x轴、y轴或z轴移动的工件固定架，工件固定架在喷丸室内设有安装盘及驱动安装盘自转的中心轴。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，安装盘和喷嘴均垂直于中心轴且平行于xOy平面。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，工件固定架包括设在喷丸室外侧的框架、设在框架上侧且可沿z轴移动的z向移动平台、设在z向移动平台上侧且可沿x轴移动的x向移动平台以及设在x向移动平台上侧且可沿y轴移动的送料臂，送料臂穿过开口进入喷丸室内。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，送料臂下侧开设有沿y轴方向的通槽，送料臂在喷丸室外的一端设有自转电机，自转电机的输出端与中心轴间在通槽内部设有同步带。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，x向移动平台上设有扣装送料臂的y向导轨，送料臂的侧面上设有平行于y向导轨的齿条，x向移动平台上设有输出端与齿条啮合的第一电机。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，z向移动平台上设有扣装x向移动平台的x向导轨，x向移动平台上侧设有丝杆螺母及与丝杆螺母啮合的x向丝杆，z向移动平台上设有驱动x向丝杆在丝杆螺母内转动的第二电机。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，z向移动平台与框架间设有若干沿z轴方向的导柱，z向移动平台下侧设有与导柱平行的z向丝杆，框架上设有与z向丝杆啮合的螺母及驱动螺母绕z向丝杆转动的第三电机。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，开口内设有若干层刷毛。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，刷毛包括设在开口上沿的上刷毛和设在开口下沿的下刷毛，上刷毛沿y轴正向逐层增长，下刷毛沿y轴正向逐层减短。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，框架与喷丸室固定连接，喷丸室上还设有观察窗、内置橡皮手套的操作口、工件取放口及弹丸排出口。

本实用新型的有益效果：本自动喷丸装置工作时，将工件放置在工件固定架的安装盘上，通过喷嘴对工件进行喷丸，调整工件固定架在空间直角坐标系O-xyz中的位置，并同时转动安装盘使工件能够以合理的姿态接受弹丸的撞击，达到提高工件疲劳寿命的目的，本装置通过在喷丸室中移动的工件固定架实现工件的自动化喷丸，改善了喷丸效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例喷打平面零件的示意图；

图3是本实用新型实施例喷打圆柱零件的示意图；

图4是本实用新型实施例用于遮挡开口的刷毛在yOz平面布置形状的放大图。

具体实施方式

参照图1～图4，本实用新型提供了一种自动喷丸装置，包括喷丸室1及设在喷丸室1内的喷嘴2，建立xOy、xOz平面分别平行于喷丸室1的底面和侧面的空间直角坐标系O-xyz，喷丸室1的侧壁设有开口11，穿过开口11设有可沿x轴、y轴或z轴移动的工件固定架3，工件固定架3在喷丸室1内设有安装盘4及驱动安装盘4自转的中心轴。

本自动喷丸装置工作时，将工件放置在工件固定架3的安装盘4上，通过喷嘴2对工件进行喷丸，调整工件固定架3在空间直角坐标系O-xyz中的位置，并同时通过中心轴转动安装盘4使工件能够以合理的姿态接受弹丸的撞击，达到提高工件疲劳寿命的目的，本装置通过在喷丸室1中移动的工件固定架3实现工件的自动化喷丸，改善了喷丸效果。

作为本实用新型优选的实施方式，安装盘4和喷嘴2均垂直于中心轴且平行于xOy平面。

xOy平面为水平面，安装盘4和喷嘴2均平行于xOy平面，中心轴设在安装盘4的中心位置，并垂直于xOy平面，方便工件在喷丸室1内的固定和转动。

作为本实用新型优选的实施方式，工件固定架3包括设在喷丸室1外侧的框架31、设在框架31上侧且可沿z轴移动的z向移动平台32、设在z向移动平台32上侧且可沿x轴移动的x向移动平台33以及设在x向移动平台33上侧且可沿y轴移动的送料臂34，送料臂34穿过开口11进入喷丸室1内。

作为本实用新型优选的实施方式，送料臂34下侧开设有沿y轴方向的通槽341，送料臂34在喷丸室1外的一端设有自转电机342，自转电机342的输出端与中心轴间在通槽341内部设有同步带343，自转电机342通过同步带343带动中心轴转动，从而实现安装盘4带动工件在送料臂34上的自转；x向移动平台33上设有扣装送料臂34的y向导轨35，送料臂34的侧面上设有平行于y向导轨35的齿条344， x向移动平台33上设有输出端与齿条344啮合的第一电机331，通过第一电机331输出端与齿条344的啮合，第一电机331的正转或反转控制送料臂34在y向导轨35上前进或后退，从而实现工件固定架3在y轴方向的移动；z向移动平台32上设有扣装x向移动平台33的x向导轨36，x向移动平台33上侧设有丝杆螺母332及与丝杆螺母332啮合的x向丝杆333，z向移动平台32上设有驱动x向丝杆333在丝杆螺母332内转动的第二电机321，通过丝杆螺母332与x向丝杆333的啮合，第二电机321正转或反转控制x向移动平台33在x向导轨36上前进或后退，从而实现工件固定架3在x轴方向的移动；z向移动平台32与框架31间设有四个沿z轴方向的导柱37， z向移动平台32下侧设有与导柱37平行的z向丝杆322，框架31上设有与z向丝杆322啮合的螺母311及驱动螺母311绕z向丝杆322转动的第三电机312，通过螺母311和z向丝杆322的啮合，第三电机312正转或反转控制z向移动平台32沿导柱37上升或下降，从而实现工件固定架3在z轴方向的移动。

作为本实用新型优选的实施方式，开口11内设有若干层刷毛。

作为本实用新型优选的实施方式，刷毛包括设在开口11上沿的上刷毛111和设在开口11下沿的下刷毛112，上刷毛111沿y轴正向逐层增长，下刷毛112沿y轴正向逐层减短。

在喷丸过程中，为避免在送料臂34移动的时候有高速弹丸从开口11射出，在喷丸室1的开口11的内侧上沿和下沿均固定若干层长短不一的刷毛，以遮挡开口11以便防止弹丸从开口11弹射到喷丸室1之外，当送料臂34穿过开口11并沿x轴、y轴和z轴三个方向移动时，虽然有一部分刷毛会被推开，但也总有一部分刷毛可以完全遮挡开口。

作为本实用新型优选的实施方式，框架31与喷丸室1固定连接，喷丸室1上还设有观察窗13、内置橡皮手套的操作口、工件取放口及弹丸排出口12。

当喷打平面零件时，将被喷表面安装在与yOz平行的面上，喷丸加工时先沿y轴正向移动送料臂34将工件喷打一条，再沿z轴正向方向移动一段距离，再沿y轴负向移动平行喷打下一条，并保持各条之间能够重叠，依此类推完成整个待喷平面的喷丸强化。

当需要调整喷嘴到受喷表面距离或者待喷表面有x轴方向的台阶而又要保持喷射距离不变时，可以通过移动x向移动平台33来实现。

当喷打圆柱面零件时，将被喷零件的轴线安装在安装盘4的中心位置，通过自转电机342带动安装盘4转动，同时沿z轴正向缓慢移动安装盘4，沿工件表面进行螺旋状喷打，并保持各圈之间能够重叠，直到完成整个待喷圆柱面的喷丸强化。

上述动作可以通过编制程序自动完成，在本实用新型的实施过程中，重点是要保证弹丸的喷射方向尽量与受喷表面垂直，以获得较大的喷丸强度。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种自动喷丸装置，其特征在于：包括喷丸室（1）及设在所述喷丸室（1）内的喷嘴（2），建立xOy、xOz平面分别平行于所述喷丸室（1）的底面和侧面的空间直角坐标系O-xyz，所述喷丸室（1）的侧壁设有开口（11），穿过所述开口（11）设有可沿x轴、y轴或z轴移动的工件固定架（3），所述工件固定架（3）在喷丸室（1）内设有安装盘（4）及驱动所述安装盘（4）自转的中心轴。

2.根据权利要求1所述的一种自动喷丸装置，其特征在于：所述安装盘（4）和喷嘴（2）均垂直于中心轴且平行于xOy平面。

3.根据权利要求2所述的一种自动喷丸装置，其特征在于：所述工件固定架（3）包括设在所述喷丸室（1）外侧的框架（31）、设在所述框架（31）上侧且可沿z轴移动的z向移动平台（32）、设在所述z向移动平台（32）上侧且可沿x轴移动的x向移动平台（33）以及设在所述x向移动平台（33）上侧且可沿y轴移动的送料臂（34），所述送料臂（34）穿过开口（11）进入喷丸室（1）内。

4.根据权利要求3所述的一种自动喷丸装置，其特征在于：所述送料臂（34）下侧开设有沿y轴方向的通槽（341），所述送料臂（34）在喷丸室（1）外的一端设有自转电机（342），所述自转电机（342）的输出端与中心轴间在通槽（341）内部设有同步带（343）。

5.根据权利要求3或4所述的一种自动喷丸装置，其特征在于：所述x向移动平台（33）上设有扣装送料臂（34）的y向导轨（35），所述送料臂（34）的侧面上设有平行于y向导轨（35）的齿条（344），所述x向移动平台（33）上设有输出端与所述齿条（344）啮合的第一电机（331）。

6.根据权利要求5所述的一种自动喷丸装置，其特征在于：所述z向移动平台（32）上设有扣装x向移动平台（33）的x向导轨（36），所述x向移动平台（33）上侧设有丝杆螺母（332）及与所述丝杆螺母（332）啮合的x向丝杆（333），所述z向移动平台（32）上设有驱动所述x向丝杆（333）在丝杆螺母（332）内转动的第二电机（321）。

7.根据权利要求3或6所述的一种自动喷丸装置，其特征在于：所述z向移动平台（32）与框架（31）间设有若干沿z轴方向的导柱（37），所述z向移动平台（32）下侧设有与所述导柱（37）平行的z向丝杆（322），所述框架（31）上设有与所述z向丝杆（322）啮合的螺母（311）及驱动所述螺母（311）绕z向丝杆（322）转动的第三电机（312）。

8.根据权利要求7所述的一种自动喷丸装置，其特征在于：所述开口（11）内设有若干层刷毛。

9.根据权利要求8所述的一种自动喷丸装置，其特征在于：所述刷毛包括设在开口（11）上沿的上刷毛（111）和设在开口（11）下沿的下刷毛（112），所述上刷毛（111）沿y轴正向逐层增长，下刷毛（112）沿y轴正向逐层减短。

10.根据权利要求3、4、6、8、9中任意一项所述的一种自动喷丸装置，其特征在于：所述框架（31）与喷丸室（1）固定连接，所述喷丸室（1）上还设有观察窗（13）、内置橡皮手套的操作口、工件取放口及弹丸排出口（12）。