專利名稱：小孔噴丸加工自動化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及噴丸技術(shù)加工領(lǐng)域，特別涉及一種小孔噴丸加工自動化裝置。
背景技術(shù)：
噴丸處理作為一種提高金屬零件的疲勞強度、改善工件表面機械性能的加工工藝，已經(jīng)有幾十年的歷史了。國際上，像美、日等一些發(fā)達國家使用噴丸加工設(shè)備比較早而普遍，其噴丸強化技術(shù)和設(shè)備也發(fā)展得比較成熟。然而，與常規(guī)噴丸加工技術(shù)相比，小孔噴丸強化技術(shù)的發(fā)展相對緩慢得多。由于小孔噴丸加工的工藝復(fù)雜，所要求的自動化程度高，其加工設(shè)備是一個集信息技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、制造技術(shù)于一體的高技術(shù)系統(tǒng)，力口上少數(shù)國家對該項技術(shù)實行高度保密，因而一直未能得到推廣應(yīng)用，美、日等少數(shù)國家也僅僅應(yīng)用于航空、艦船和槍炮等軍工領(lǐng)域，對我國來說還是空白。隨著航空、航天、汽車和軍工等制造業(yè)對其關(guān)鍵零部件機械性能的要求不斷提高，噴丸強化技術(shù)正在從簡單型體零件的應(yīng)用向復(fù)雜型面及型腔零件的應(yīng)用，從簡單控制向高性能數(shù)控方面發(fā)展，這對小孔噴丸加工及其設(shè)備的研究提出了更加迫切的要求。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述缺陷，本實用新型提供了一種小孔噴丸加工的自動化裝置。本實用新型為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種小孔噴丸加工自動化裝置，包括驅(qū)動電機、減速機、安裝盒、軸承座、砂管固定接口、安裝支架組件、空心旋轉(zhuǎn)軸和小孔噴丸組件，所述減速機和安裝支架組件分別固定在安裝盒兩側(cè)，所述驅(qū)動電機連接減速機并固定在減速機上方，所述軸承座固定在安裝盒中間，空心旋轉(zhuǎn)軸通過軸承定位轉(zhuǎn)動設(shè)于軸承座內(nèi)，所述空心旋轉(zhuǎn)軸下端連接小孔噴丸組件，空心旋轉(zhuǎn)軸上端通過砂管固定接口連接噴丸專用砂管，所述砂管固定接口固定安裝在軸承座上方，所述減速機下端的輸出軸與空心旋轉(zhuǎn)軸傳動連接。作為本實用新型的進一步改進，所述軸承座內(nèi)設(shè)有與空心旋轉(zhuǎn)軸裝配連接的第一軸承和第二軸承，且第一軸承和第二軸承之間裝配軸肩擋圈，所述第一軸承、第二軸承和軸肩擋圈的外圈與軸承座裝配連接。作為本實用新型的進一步改進，所述安裝盒內(nèi)設(shè)有小同步帶輪和大同步帶輪，所述小同步帶輪固定安裝在減速機下端的輸出軸上，所述大同步帶輪固定套設(shè)于空心旋轉(zhuǎn)軸上，小同步帶輪和大同步帶輪上通過同步帶傳動。作為本實用新型的進一步改進，所述砂管固定接口上端連接噴丸專用砂管，砂管固定接口下端伸入連接空心旋轉(zhuǎn)軸的上端口，所述砂管固定接口下端依次裝配連接有大唇形密封圈、第三軸承和小唇形密封圈，所述大唇形密封圈、第三軸承和小唇形密封圈的外圈與空心旋轉(zhuǎn)軸的上端口裝配連接。作為本實用新型的進一步改進，所述小孔噴丸組件包括矛槍連接套、矛槍過渡套、矛槍槍桿和堵頭，矛槍過渡套安裝在矛槍槍桿上端，矛槍槍桿下端安裝堵頭，矛槍過渡套通過矛槍連接套與空心旋轉(zhuǎn)軸的下端連接，所述空心旋轉(zhuǎn)軸的下端入口端面和矛槍過渡套之間設(shè)有密封圈。作為本實用新型的進一步改進，所述安裝支架組件由旋轉(zhuǎn)支架、支架轉(zhuǎn)軸、連接板、槍架夾座和槍架夾蓋組成，槍架夾座和槍架夾蓋固定夾設(shè)在支撐用立柱上，槍架夾座通過連接板連接旋轉(zhuǎn)支架，且旋轉(zhuǎn)支架通過中間的支架轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動設(shè)于連接板上，旋轉(zhuǎn)支架的一側(cè)固定安裝在安裝盒上。作為本實用新型的進一步改進，所述安裝盒底部還安裝有一毛氈防護圈，軸承座上安裝一檢測傳感器。作為本實用新型的進一步改進，所述驅(qū)動電機為伺服電機，且驅(qū)動電機連接外部控制系統(tǒng)。本實用新型的工作原理是通過閉環(huán)的伺服控制系統(tǒng)，根據(jù)不同的噴丸工藝需要，調(diào)整和控制伺服驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速，從而控制調(diào)整噴槍在小孔內(nèi)噴丸加工時的轉(zhuǎn)速，并通過安裝在軸承座上的檢測傳感器，檢測小孔噴槍組件是否正常旋轉(zhuǎn)。本實用新型的有益效果是本實用新型相比現(xiàn)有的普通的噴丸加工裝置，具有以下幾點工藝特性及優(yōu)點1，選擇微小量級的丸粒由于小孔要求細小密實的彈丸流束，要求噴頭采用小直徑噴嘴，加之傳統(tǒng)噴射機件通常要伸入孔內(nèi)工作，要求能通暢地噴射彈丸，因此小孔噴丸加工必須選用微小量級尺寸的丸粒。對于孔徑最小為IOmm的工件，其丸粒直徑通常不大于
O.5mmο2，采用中等硬度的鑄鋼丸粒由于噴射強度和噴射區(qū)域的不均衡，在工藝上往往要求往復(fù)多次噴擊，逐步達到強化飽和狀態(tài)，因而要求丸粒硬度適中。如果硬度過大，會使局部區(qū)域通過幾次少量的噴擊就達到飽和狀態(tài)，造成噴射不均而影響加工的工藝性。所以，對于小孔噴丸加工，一般選用中等硬度的鑄鋼磨粒。3，安裝盒，毛氈防護圈和軸承座均采用鋁合金一體加工成型，降低了整個裝置的重量，并保證了整個裝置的整體密封性，減少了其他機械加工工藝的難度，提高其可加工性能，且性價比較高。4，為了滿足對應(yīng)的噴丸加工不同孔徑和深度，矛槍槍桿和堵頭會設(shè)計多種規(guī)格，用以滿足不同尺寸孔徑的噴丸加工，各連接部件結(jié)構(gòu)相同，有很好的互換性，增加了整個裝置的通用性，提高了生產(chǎn)效率?？傮w來說，本裝置能夠有效地改善小孔噴丸工藝的性能，提高整體噴丸的效率及噴丸裝置的使用壽命，具備較高的實用性和創(chuàng)造性。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖3為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了加深對本實用新型的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限定。圖1-3出示了本實用新型一種小孔噴丸加工自動化裝置的一種實施方式，包括驅(qū)動電機1、減速機2、安裝盒3、軸承座4、砂管固定接口 5、安裝支架組件6、空心旋轉(zhuǎn)軸7和小孔噴丸組件8，所述減速機2和安裝支架組件6分別固定在安裝盒3兩側(cè)，所述驅(qū)動電機I連接減速機2并固定在減速機2上方，所述軸承座4固定在安裝盒3中間，空心旋轉(zhuǎn)軸7通過軸承定位轉(zhuǎn)動設(shè)于軸承座4內(nèi)，所述空心旋轉(zhuǎn)軸7下端連接小孔噴丸組件8，空心旋轉(zhuǎn)軸7上端通過砂管固定接口 5連接噴丸專用砂管，所述砂管固定接口 5固定安裝在軸承座4上方，所述減速機2下端的輸出軸與空心旋轉(zhuǎn)軸7傳動連接；所述軸承座4內(nèi)設(shè)有與空心旋轉(zhuǎn)軸7裝配連接的第一軸承11和第二軸承12，且第一軸承11和第二軸承12之間裝配軸肩擋圈13，所述第一軸承11、第二軸承12和軸肩擋圈13的外圈與軸承座4裝配連接；所述安裝盒3內(nèi)設(shè)有小同步帶輪14和大同步帶輪15,所述小同步帶輪14固定安裝在減速機2下端的輸出軸上，所述大同步帶輪15固定套設(shè)于空心旋轉(zhuǎn)軸7上，小同步帶輪14和大同步帶輪15上通過同步帶傳動；所述砂管固定接口 5上端連接噴丸專用砂管，砂管固定接口 5下端伸入連接空心旋轉(zhuǎn)軸7的上端口，所述砂管固定接口 5下端依次裝配連接有大唇形密封圈16、第三軸承17和小唇形密封圈18，所述大唇形密封圈16、第三軸承17和小唇形密封圈18的外圈與空心旋轉(zhuǎn)軸7的上端口裝配連接，所述小孔噴丸組件8包括矛槍連接套19、矛槍過渡套20、矛槍槍桿21和堵頭22，矛槍過渡套20安裝在矛槍槍桿21上端，矛槍槍桿21下端安裝堵頭22，矛槍過渡套20通過矛槍連接套19與空心旋轉(zhuǎn)軸7的下端連接，所述的整個裝置在對應(yīng)的噴丸加工孔徑和深度不同，矛槍槍桿和堵頭會有多種規(guī)格，用以滿足不同尺寸孔徑的噴丸加工；所述空心旋轉(zhuǎn)軸7的下端入口端面和矛槍過渡套20之間設(shè)有密封圈23，所述安裝支架組件6由旋轉(zhuǎn)支架24、支架轉(zhuǎn)軸25、連接板26、槍架夾座27和槍架夾蓋28組成，槍架夾座27和槍架夾蓋28固定夾設(shè)在支撐用立柱上，槍架夾座27通過連接板26連接旋轉(zhuǎn)支架24，且旋轉(zhuǎn)支架24通過中間的支架轉(zhuǎn)軸25轉(zhuǎn)動設(shè)于連接板26上，旋轉(zhuǎn)支架24的一側(cè)固定安裝在安裝盒3上，所述安裝盒3底部還安裝有一毛氈防護圈29，軸承座4上安裝一檢測傳感器30，所述驅(qū)動電機I為伺服電機，且驅(qū)動電機I連接外部控制系統(tǒng)。本實施列通過伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制伺服電機的轉(zhuǎn)速，通過同步帶和同步帶輪傳遞伺服電機動力，調(diào)整噴槍在小孔內(nèi)噴丸加工時的轉(zhuǎn)速，可要根據(jù)不同的加工工藝設(shè)定不同的伺服電機轉(zhuǎn)速，并且通過安裝在軸承座上的檢測傳感器30，檢測小孔噴槍組件8是否正常旋轉(zhuǎn)，小孔噴丸加工的工藝控制模式是根據(jù)小孔噴丸加工控制的基本原理，工藝控制主要是將其主要的工藝參數(shù)(如氣壓、噴速、混丸比、噴擊時間、噴擊次數(shù)等)控制轉(zhuǎn)換為對噴射系統(tǒng)的運動控制，我們提出了采用“噴頭與反射頭耦合運動”的控制模式來實施其工藝控制的思路，即采用“噴頭+反射頭一耦合運動”的模式(如圖2中所示，矛槍槍桿21為噴頭，堵頭22為反射頭，而耦合運動則由裝置中所述的電機和整個噴丸設(shè)備所配置的其他運動機構(gòu)來完成)，其耦合方式的方案是“噴頭與反射頭同步旋轉(zhuǎn)勻速運動，噴流強度恒定”的控制模式為了保證工件強化區(qū)域工藝效果的一致性，彈丸流對孔內(nèi)壁的噴擊強度不能變化太大，因而在設(shè)計上要求彈丸流從噴頭到孔內(nèi)壁的噴射距離不變，故采用“噴流強度恒定，噴頭與反射頭同步旋轉(zhuǎn)勻速運動”的工藝控制模式。這種方式的特點是，其它工藝參數(shù)的控制比較簡單，噴丸強化的工藝一致性好，但噴頭與反射頭的同步機構(gòu)使噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制都非常復(fù)雜。由于噴頭要伸入加工孔內(nèi)，同樣這種工藝控制模式也適用于對孔徑比較大的孔內(nèi)壁進行強化處理，既增加裝置在孔徑圓周方向的旋轉(zhuǎn)運動機構(gòu)。在噴丸孔徑較小的工件時，因噴頭與工件距離較近，可適當(dāng)降低噴丸壓力和噴丸時間，以免會將工件打傷，并出現(xiàn)過噴現(xiàn)像，不但不能達到噴丸強化的要求，反而降低了工件的使用壽命。
權(quán)利要求1.一種小孔噴丸加工自動化裝置，其特征在于包括驅(qū)動電機(I)、減速機(2)、安裝盒(3)、軸承座(4)、砂管固定接口(5)、安裝支架組件(6)、空心旋轉(zhuǎn)軸(7)和小孔噴丸組件(8)，所述減速機(2)和安裝支架組件(6)分別固定在安裝盒(3)兩側(cè)，所述驅(qū)動電機(I)連接減速機(2)并固定在減速機(2)上方，所述軸承座(4)固定在安裝盒(3)中間，空心旋轉(zhuǎn)軸(7)通過軸承定位轉(zhuǎn)動設(shè)于軸承座(4)內(nèi)，所述空心旋轉(zhuǎn)軸(7)下端連接小孔噴丸組件(8)，空心旋轉(zhuǎn)軸(7)上端通過砂管固定接口(5)連接噴丸專用砂管，所述砂管固定接口(5)固定安裝在軸承座(4)上方，所述減速機(2)下端的輸出軸與空心旋轉(zhuǎn)軸(7)傳動連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小孔噴丸加工自動化裝置，其特征在于所述軸承座(4)內(nèi)設(shè)有與空心旋轉(zhuǎn)軸(7)裝配連接的第一軸承(11)和第二軸承(12)，且第一軸承(11)和第二軸承(12)之間裝配軸肩擋圈(13)，所述第一軸承(11)、第二軸承(12)和軸肩擋圈(13)的外圈與軸承座(4)裝配連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小孔噴丸加工自動化裝置，其特征在于所述安裝盒(3)內(nèi)設(shè)有小同步帶輪(14)和大同步帶輪(15),所述小同步帶輪(14)固定安裝在減速機(2)下端的輸出軸上，所述大同步帶輪(15)固定套設(shè)于空心旋轉(zhuǎn)軸(7)上，小同步帶輪(14)和大同步帶輪(15)上通過同步帶傳動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小孔噴丸加工自動化裝置，其特征在于所述砂管固定接口(5)上端連接噴丸專用砂管，砂管固定接口(5)下端伸入連接空心旋轉(zhuǎn)軸(7)的上端口，所述砂管固定接口(5)下端依次裝配連接有大唇形密封圈(16)、第三軸承(17)和小唇形密封圈(18)，所述大唇形密封圈(16)、第三軸承(17)和小唇形密封圈(18)的外圈與空心旋轉(zhuǎn)軸(7)的上端口裝配連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小孔噴丸加工自動化裝置，其特征在于所述小孔噴丸組件(8)包括矛槍連接套(19)、矛槍過渡套(20)、矛槍槍桿(21)和堵頭(22)，矛槍過渡套(20)安裝在矛槍槍桿(21)上端，矛槍槍桿(21)下端安裝堵頭(22)，矛槍過渡套(20)通過矛槍連接套(19)與空心旋轉(zhuǎn)軸(7)的下端連接，所述空心旋轉(zhuǎn)軸(7)的下端入口端面和矛槍過渡套(20)之間設(shè)有密封圈(23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小孔噴丸加工自動化裝置，其特征在于所述安裝支架組件(6)由旋轉(zhuǎn)支架(24)、支架轉(zhuǎn)軸(25)、連接板(26)、槍架夾座(27)和槍架夾蓋(28)組成，槍架夾座(27)和槍架夾蓋(28)固定夾設(shè)在支撐用立柱上，槍架夾座(27)通過連接板(26)連接旋轉(zhuǎn)支架(24)，且旋轉(zhuǎn)支架(24)通過中間的支架轉(zhuǎn)軸(25)轉(zhuǎn)動設(shè)于連接板(26)上，旋轉(zhuǎn)支架(24)的一側(cè)固定安裝在安裝盒(3)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小孔噴丸加工自動化裝置，其特征在于所述安裝盒(3)底部還安裝有一毛氈防護圈(29)，軸承座(4)上安裝一檢測傳感器(30)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小孔噴丸加工自動化裝置，其特征在于所述驅(qū)動電機(I)為伺服電機，且驅(qū)動電機(I)連接外部控制系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種小孔噴丸加工自動化裝置，包括驅(qū)動電機、減速機、安裝盒、軸承座、砂管固定接口、安裝支架組件、空心旋轉(zhuǎn)軸和小孔噴丸組件，所述減速機和安裝支架組件分別固定在安裝盒兩側(cè)，所述驅(qū)動電機連接減速機并固定在減速機上方，所述軸承座固定在安裝盒中間，空心旋轉(zhuǎn)軸通過軸承定位轉(zhuǎn)動設(shè)于軸承座內(nèi)，所述空心旋轉(zhuǎn)軸下端連接小孔噴丸組件，空心旋轉(zhuǎn)軸上端通過砂管固定接口連接噴丸專用砂管，所述砂管固定接口固定安裝在軸承座上方，所述減速機下端的輸出軸與空心旋轉(zhuǎn)軸傳動連接，本裝置能夠有效地改善小孔噴丸工藝的性能，提高整體噴丸的效率及噴丸裝置的使用壽命，具備較高的實用性和創(chuàng)造性。
文檔編號B24C3/02GK202895004SQ20122059207
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者唐明篤, 陳小虎, 陳憲淮 申請人:昆山開信機械制造有限公司