一种移动模式喷丸强化试片试验方法
【专利摘要】一种移动模式喷丸强化试片试验方法，属于喷丸强化加工【技术领域】，特别是涉及一种移动模式喷丸强化试片试验方法。本发明引入了每转进给方式、恒线速度等原理，能够得到稳定的喷丸强度值线性递增曲线，对于工艺人员确定喷丸参数有着非常重要的意义，提高参数选择的成功率，又因零件受喷过程使用相同的线速度，也使得喷丸质量有了大幅提高。本发明包括如下步骤：步骤一：根据零件结构确定喷枪的运动轨迹为轴向移动还是径向移动，若是轴向移动则执行步骤二，若是径向移动则执行步骤三；步骤二：喷枪的运动轨迹为轴向移动的喷丸强化试片试验方法：步骤三：喷枪的运动轨迹为径向移动的喷丸强化试片试验方法。
【专利说明】一种移动模式喷丸强化试片试验方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于喷丸强化加工【技术领域】，特别是涉及一种移动模式喷丸强化试片试验 方法。
【背景技术】
[0002] 零件喷丸强化后的技术指标在不破坏机体的情况下并不易被仪器直接测量，通常 需要通过试片试验确定喷丸参数，现有喷丸试验方法较为简易、粗旷，对于某些特定部位的 模拟存在一定的误差，不能准确的反应出真实的喷丸强化效果，从喷枪运动方式上看，目前 多采用的是每分钟进给方式，但在实际加工中会因为喷嘴的移动速度与零件自转速度的不 匹配，而使喷丸痕迹呈螺旋状上升，需要对零件进行多次交叠喷射，才能获得较为均匀的喷 丸表面。这种方式不仅需要较长的加工时间，也增加了交叠部分的喷丸强度，造成同一表面 上喷丸强度发生的小幅变化，使受喷零件表面接受的残余压应力大小不均，形状及尺寸也 有可能产生变化。另外，对于径向尺寸变化较大的盘类零件，由于线速度值的不同导致同一 表面的两片试片反应的实际效果存在较大误差，也导致应力变化情况不均匀，促使了零件 尺寸以及形位公差的变化。由于现有试验方法的针对性不强，往往不能在多次试验后形成 数据积累，获得稳定的规律曲线，对其他零件的喷丸强化试片试验参考性较差。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种移动模式喷丸强化试片试验方法，该 试验方法引入了每转进给方式、恒线速度等原理，能够得到稳定的喷丸强度值线性递增曲 线，对于工艺人员确定喷丸参数有着非常重要的意义，提高参数选择的成功率，又因零件受 喷过程使用相同的线速度，也使得喷丸质量有了大幅提高。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种移动模式喷丸强化试片试验 方法，包括如下步骤：
[0005] 步骤一：根据零件结构确定喷枪的运动轨迹为轴向移动还是径向移动，若是轴向 移动则执行步骤二，若是径向移动则执行步骤三；
[0006] 步骤二：喷枪的运动轨迹为轴向移动的喷丸强化试片试验方法：
[0007] 步骤A:选择喷枪，喷枪的喷嘴出口直径尽可能接近待喷丸强化区域面积的直径；
[0008] 步骤B:将试片通过夹具模块固定在夹具底座上，夹具底座固定在机床的转台上， 试片垂直于机床的转台，将喷枪固定在机床的移动轴上，喷枪位于试片的侧方，喷枪喷嘴与 试片的直线距离为100?200mm，喷枪喷嘴与试片的夹角为35?90° ;
[0009] 步骤C:设定机床的移动轴的运动轨迹为沿机床转台轴向移动，机床的移动轴的 移动方式为每转进给移动方式，且每转进给量与喷枪喷嘴出口直径相同，设定机床转台的 回转速度；
[0010] 步骤D:启动机床，机床转台转动，机床的移动轴带动喷枪喷嘴沿机床转台轴向移 动，喷枪喷嘴在试片上喷丸一次，喷枪喷嘴在试片上从上至下或从下至上喷丸一遍为一次， 取下试片，通过试片量表测得此试片的喷丸强度；
[0011] 步骤E:将新的试片通过夹具模块固定在夹具底座上，其他条件不变，启动机床， 喷枪喷嘴在试片上喷丸n次，其中n为大于1的自然数2、3.……取下试片，通过试片量表测 得此试片喷丸强度；
[0012] 步骤F:重复操作步骤E，其中n取任意大于1的自然数2、3.……得到若干个试片 的喷丸强度，绘制喷丸强度饱和曲线，获得喷丸参数，为喷丸目标零件做准备；
[0013] 步骤三：喷枪的运动轨迹为径向移动的喷丸强化试片试验方法：
[0014] 步骤G:选择任意一种喷枪，根据零件结构和喷丸强化要求确定零件待喷丸强化 区域的直径范围；
[0015] 步骤H:将试片通过夹具模块固定在夹具底座上，夹具底座固定在机床的转台上， 试片与机床的转台平行设置，试片与旋转中心的距离设置在零件待喷丸强化区域的直径范 围内，将喷枪固定在机床的移动轴上，喷枪喷嘴位于试片的侧方，喷枪喷嘴与试片的夹角为 35 ?90°;
[0016] 步骤I:设定机床的移动轴的运动轨迹为沿机床转台径向移动，设定机床的移动 轴移动的恒定线速度值，所述恒定线速度值的最小值=机床转台的最小转速XX零件 待喷丸强化区域的最大直径，所述恒定线速度值的最大值=机床转台的最大转速XX 零件待喷丸强化区域的最小直径，机床转台的最小、最大速度是机床的基本参数，机床的移 动轴移动的恒定线速度值在所述恒定线速度值的最小值与恒定线速度值的最大值之间，设 定机床的转台的转速，机床的转台的转速=机床的移动轴移动的恒定线速度值八31X喷 嘴喷出弹丸到试片的部位与旋转中心之间的距离）；
[0017] 步骤J:启动机床，机床转台转动，机床的移动轴带动喷嘴沿机床转台径向移动， 移动中，机床转台的转速随着喷枪喷嘴经过试片上不同位置而不断变化，以获得稳定的喷 丸强度，喷枪喷嘴在试片上喷丸一次，喷枪喷嘴在试片上从左至右或从右至左喷丸一遍为 一次，取下试片，通过试片量表测得试片的喷丸强度；
[0018] 步骤K:将新的试片通过夹具模块固定在夹具底座上，其他条件不变，启动机床， 喷嘴在试片上喷丸n次，其中n为大于1的自然数2、3.……取下试片，通过试片量表测得此 试片的喷丸强度；
[0019] 步骤L:重复操作步骤K，其中n取任意大于1的自然数2、3.……得到若干个试 片的喷丸强度，绘制试片的喷丸强度饱和曲线，获得相应的喷丸参数，为喷丸目标零件做准 备。
[0020] 步骤一中确定喷丸强化试片试验的喷枪的运动轨迹为轴向移动还是径向移动的 方法为：对于轴件、筒型件，喷枪采用轴向移动运动轨迹；对于盘类件，喷枪采用径向移动 运动轨迹。
[0021] 所述试片采用Almen(阿尔门）试片。
[0022] 本发明的有益效果：
[0023]本发明试验方法从数控机加工中吸取了 一些成功经验，将喷丸试验的移动方式细 化，并引入了每转进给方式、恒线速度等原理，使得改进后的试验能够得到稳定的喷丸强度 饱和曲线；试验结果的稳定对于工艺人员确定喷丸参数有着非常重要的意义，通过类比等 方法可以大幅提高参数选择的成功率，又因零件受喷过程使用相同的线速度，也使得喷丸 质量有了大幅提高；因此具有较好的应用前景，也必将推动喷丸技术的发展。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为喷枪的运动轨迹为沿转台轴向移动的本发明的示意图；
[0025]图2为喷枪的运动轨迹为沿转台径向移动的本发明的示意图；
[0026] 图3为喷枪的运动轨迹为沿转台轴向移动的本发明对应的喷丸强度饱和曲线；
[0027]图4为喷枪的运动轨迹为沿转台径向移动的本发明对应的喷丸强度饱和曲线；
[0028] 图中，1-喷嘴，2-试片，3-夹具模块，4一夹具底座，5-旋转中心，a-喷枪喷 嘴与试片的夹角。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0030] 如图1所示，一种移动模式喷丸强化试片试验方法，包括如下步骤：
[0031] 步骤一：根据零件结构确定喷枪的运动轨迹为轴向移动还是径向移动，若是轴向 移动则执行步骤二，若是径向移动则执行步骤三；
[0032] 步骤二：喷枪的运动轨迹为轴向移动的喷丸强化试片试验方法：
[0033] 步骤A:根据零件规格或喷丸区域面积选择喷枪，喷枪的喷嘴1出口直径为20mm， 尽可能接近待喷丸强化区域面积的直径；
[0034] 步骤B:将试片2通过夹具模块3固定在夹具底座4上，夹具底座4固定在机床的 转台上，试片2垂直于机床的转台，将喷枪固定在机床的移动轴上，喷枪位于试片2的侧方， 喷枪喷嘴与试片2的直线距离为150mm，喷枪喷嘴与试片的夹角a为45°;
[0035] 步骤C:设定机床的移动轴的运动轨迹为沿机床转台轴向移动，机床的移动轴（喷 嘴1)的移动方式为每转进给移动方式，且进给量为20毫米/转，即机床转台绕旋转中心5 每转一圈，机床的移动轴（喷嘴1)沿轴向移动20毫米，每转进给量与喷嘴1出口直径相同， 设定机床转台的回转速度为10转/分；
[0036] 步骤D:启动机床，机床转台转动，机床的移动轴带动喷嘴1沿机床转台轴向移动， 喷嘴1在试片2上喷丸一次，喷嘴1在试片2上从上至下或从下至上喷丸一遍为一次，取下 试片2,通过试片量表测得此试片2的喷丸强度；
[0037] 步骤E:将新的试片2通过夹具模块3固定在夹具底座4上，其他条件不变，启动 机床，喷嘴1在试片2上喷丸n次，其中n为大于1的自然数2、3.……取下试片2,通过试 片量表测得此试片2的喷丸强度；
[0038] 步骤F:重复操作步骤E，其中n依次取自然数2、3、4、8、16得到所有试片2的喷丸 强度，如表1所示，绘制喷丸强度饱和曲线，如图3所示，获得喷丸参数，为喷丸目标零件做 准备；
[0039]
【权利要求】
1. 一种移动模式喷丸强化试片试验方法，其特征在于包括如下步骤： 步骤一：根据零件结构确定喷枪的运动轨迹为轴向移动还是径向移动，若是轴向移动 则执行步骤二，若是径向移动则执行步骤三； 步骤二：喷枪的运动轨迹为轴向移动的喷丸强化试片试验方法： 步骤A :选择喷枪，喷枪的喷嘴出口直径尽可能接近待喷丸强化区域面积的直径； 步骤B :将试片通过夹具模块固定在夹具底座上，夹具底座固定在机床的转台上，试片 垂直于机床的转台，将喷枪固定在机床的移动轴上，喷枪位于试片的侧方，喷枪喷嘴与试片 的直线距离为100?200mm，喷枪喷嘴与试片的夹角为35?90° ; 步骤C :设定机床的移动轴的运动轨迹为沿机床转台轴向移动，机床的移动轴的移动 方式为每转进给移动方式，且每转进给量与喷枪喷嘴出口直径相同，设定机床转台的回转 速度； 步骤D :启动机床，机床转台转动，机床的移动轴带动喷枪喷嘴沿机床转台轴向移动， 喷枪喷嘴在试片上喷丸一次，喷枪喷嘴在试片上从上至下或从下至上喷丸一遍为一次，取 下试片，通过试片量表测得此试片喷丸强度； 步骤E :将新的试片通过夹具模块固定在夹具底座上，其他条件不变，启动机床，喷枪 喷嘴在试片上喷丸n次，其中n为大于1的自然数2、3.……取下试片，通过试片量表测得此 试片的喷丸强度； 步骤F :重复操作步骤E，其中n取任意大于1的自然数2、3.……得到若干个试片的喷 丸强度，绘制喷丸强度饱和曲线，获得喷丸参数，为喷丸目标零件做准备； 步骤三：喷枪的运动轨迹为径向移动的喷丸强化试片试验方法： 步骤G:选择任意一种喷枪，根据零件结构和喷丸强化要求确定零件待喷丸强化区域 的直径范围； 步骤H :将试片通过夹具模块固定在夹具底座上，夹具底座固定在机床的转台上，试片 与机床的转台平行设置，试片与旋转中心的距离设置在零件待喷丸强化区域的直径范围 内，将喷枪固定在机床的移动轴上，喷枪喷嘴位于试片的侧方，喷枪喷嘴与试片的夹角为 35 ?90° ; 步骤I :设定机床的移动轴的运动轨迹为沿机床转台径向移动，设定机床的移动轴移 动的恒定线速度值，所述恒定线速度值的最小值=机床转台的最小转速X X零件待喷 丸强化区域的最大直径，所述恒定线速度值的最大值=机床转台的最大转速x X零件 待喷丸强化区域的最小直径，机床转台的最小、最大速度是机床的基本参数，机床的移动轴 移动的恒定线速度值在所述恒定线速度值的最小值与恒定线速度值的最大值之间，设定机 床的转台的转速，机床的转台的转速=机床的移动轴移动的恒定线速度值八31 X喷嘴喷 出弹丸到试片的部位与旋转中心之间的距离）； 步骤J:启动机床，机床转台转动，机床的移动轴带动喷嘴沿机床转台径向移动，移动 中，机床转台的回转速度随着喷枪喷嘴经过试片上不同位置而不断变化，以获得稳定的喷 丸强度，喷枪喷嘴在试片上喷丸一次，喷枪喷嘴在试片上从左至右或从右至左喷丸一遍为 一次，取下试片，通过试片量表测得试片的喷丸强度； 步骤K :将新的试片通过夹具模块固定在夹具底座上，其他条件不变，启动机床，喷嘴 在试片上喷丸n次，其中n为大于1的自然数2、3.……取下试片，通过试片量表测得此试片 喷丸强度； 步骤L:重复操作步骤K，其中n取任意大于1的自然数2、3.……得到若干个试片的喷 丸强度，绘制试片的喷丸强度饱和曲线，获得相应的喷丸参数，为喷丸目标零件做准备。
2. 根据权利要求1所述的移动模式喷丸强化试片试验方法，其特征在于步骤一中确定 喷枪的运动轨迹为轴向移动还是径向移动的方法为：对于轴件、筒型件，喷枪采用轴向移动 运动轨迹；对于盘类件，喷枪采用径向移动运动轨迹。
3. 根据权利要求1所述的移动模式喷丸强化试片试验方法，其特征在于所述试片采用 Almen (阿尔门）试片。
【文档编号】G05B19/19GK104459035SQ201410628397
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】孟震威, 时旭, 李萌萌, 杨清, 刘中华 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司