专利名称：小孔喷丸加工自动化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及喷丸技术加工领域，特别涉及一种小孔喷丸加工自动化装置。
背景技术：
喷丸处理作为一种提高金属零件的疲劳强度、改善工件表面机械性能的加工工艺，已经有几十年的历史了。国际上，像美、日等一些发达国家使用喷丸加工设备比较早而普遍，其喷丸强化技术和设备也发展得比较成熟。然而，与常规喷丸加工技术相比，小孔喷丸强化技术的发展相对缓慢得多。由于小孔喷丸加工的工艺复杂，所要求的自动化程度高，其加工设备是一个集信息技术、电子技术、自动化技术、制造技术于一体的高技术系统，力口上少数国家对该项技术实行高度保密，因而一直未能得到推广应用，美、日等少数国家也仅仅应用于航空、舰船和枪炮等军工领域，对我国来说还是空白。随着航空、航天、汽车和军工等制造业对其关键零部件机械性能的要求不断提高，喷丸强化技术正在从简单型体零件的应用向复杂型面及型腔零件的应用，从简单控制向高性能数控方面发展，这对小孔喷丸加工及其设备的研究提出了更加迫切的要求。
发明内容为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种小孔喷丸加工的自动化装置。本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种小孔喷丸加工自动化装置，包括驱动电机、减速机、安装盒、轴承座、砂管固定接口、安装支架组件、空心旋转轴和小孔喷丸组件，所述减速机和安装支架组件分别固定在安装盒两侧，所述驱动电机连接减速机并固定在减速机上方，所述轴承座固定在安装盒中间，空心旋转轴通过轴承定位转动设于轴承座内，所述空心旋转轴下端连接小孔喷丸组件，空心旋转轴上端通过砂管固定接口连接喷丸专用砂管，所述砂管固定接口固定安装在轴承座上方，所述减速机下端的输出轴与空心旋转轴传动连接。作为本实用新型的进一步改进，所述轴承座内设有与空心旋转轴装配连接的第一轴承和第二轴承，且第一轴承和第二轴承之间装配轴肩挡圈，所述第一轴承、第二轴承和轴肩挡圈的外圈与轴承座装配连接。作为本实用新型的进一步改进，所述安装盒内设有小同步带轮和大同步带轮，所述小同步带轮固定安装在减速机下端的输出轴上，所述大同步带轮固定套设于空心旋转轴上，小同步带轮和大同步带轮上通过同步带传动。作为本实用新型的进一步改进，所述砂管固定接口上端连接喷丸专用砂管，砂管固定接口下端伸入连接空心旋转轴的上端口，所述砂管固定接口下端依次装配连接有大唇形密封圈、第三轴承和小唇形密封圈，所述大唇形密封圈、第三轴承和小唇形密封圈的外圈与空心旋转轴的上端口装配连接。作为本实用新型的进一步改进，所述小孔喷丸组件包括矛枪连接套、矛枪过渡套、矛枪枪杆和堵头，矛枪过渡套安装在矛枪枪杆上端，矛枪枪杆下端安装堵头，矛枪过渡套通过矛枪连接套与空心旋转轴的下端连接，所述空心旋转轴的下端入口端面和矛枪过渡套之间设有密封圈。作为本实用新型的进一步改进，所述安装支架组件由旋转支架、支架转轴、连接板、枪架夹座和枪架夹盖组成，枪架夹座和枪架夹盖固定夹设在支撑用立柱上，枪架夹座通过连接板连接旋转支架，且旋转支架通过中间的支架转轴转动设于连接板上，旋转支架的一侧固定安装在安装盒上。作为本实用新型的进一步改进，所述安装盒底部还安装有一毛毡防护圈，轴承座上安装一检测传感器。作为本实用新型的进一步改进，所述驱动电机为伺服电机，且驱动电机连接外部控制系统。本实用新型的工作原理是通过闭环的伺服控制系统，根据不同的喷丸工艺需要，调整和控制伺服驱动电机的转速，从而控制调整喷枪在小孔内喷丸加工时的转速，并通过安装在轴承座上的检测传感器，检测小孔喷枪组件是否正常旋转。本实用新型的有益效果是本实用新型相比现有的普通的喷丸加工装置，具有以下几点工艺特性及优点1，选择微小量级的丸粒由于小孔要求细小密实的弹丸流束，要求喷头采用小直径喷嘴，加之传统喷射机件通常要伸入孔内工作，要求能通畅地喷射弹丸，因此小孔喷丸加工必须选用微小量级尺寸的丸粒。对于孔径最小为IOmm的工件，其丸粒直径通常不大于
O.5mmο2，采用中等硬度的铸钢丸粒由于喷射强度和喷射区域的不均衡，在工艺上往往要求往复多次喷击，逐步达到强化饱和状态，因而要求丸粒硬度适中。如果硬度过大，会使局部区域通过几次少量的喷击就达到饱和状态，造成喷射不均而影响加工的工艺性。所以，对于小孔喷丸加工，一般选用中等硬度的铸钢磨粒。3，安装盒，毛毡防护圈和轴承座均采用铝合金一体加工成型，降低了整个装置的重量，并保证了整个装置的整体密封性，减少了其他机械加工工艺的难度，提高其可加工性能，且性价比较高。4，为了满足对应的喷丸加工不同孔径和深度，矛枪枪杆和堵头会设计多种规格，用以满足不同尺寸孔径的喷丸加工，各连接部件结构相同，有很好的互换性，增加了整个装置的通用性，提高了生产效率。总体来说，本装置能够有效地改善小孔喷丸工艺的性能，提高整体喷丸的效率及喷丸装置的使用寿命，具备较高的实用性和创造性。
图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型结构的剖面示意图；图3为本实用新型的立体结构示意图。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。图1-3出示了本实用新型一种小孔喷丸加工自动化装置的一种实施方式，包括驱动电机1、减速机2、安装盒3、轴承座4、砂管固定接口 5、安装支架组件6、空心旋转轴7和小孔喷丸组件8，所述减速机2和安装支架组件6分别固定在安装盒3两侧，所述驱动电机I连接减速机2并固定在减速机2上方，所述轴承座4固定在安装盒3中间，空心旋转轴7通过轴承定位转动设于轴承座4内，所述空心旋转轴7下端连接小孔喷丸组件8，空心旋转轴7上端通过砂管固定接口 5连接喷丸专用砂管，所述砂管固定接口 5固定安装在轴承座4上方，所述减速机2下端的输出轴与空心旋转轴7传动连接；所述轴承座4内设有与空心旋转轴7装配连接的第一轴承11和第二轴承12，且第一轴承11和第二轴承12之间装配轴肩挡圈13，所述第一轴承11、第二轴承12和轴肩挡圈13的外圈与轴承座4装配连接；所述安装盒3内设有小同步带轮14和大同步带轮15,所述小同步带轮14固定安装在减速机2下端的输出轴上，所述大同步带轮15固定套设于空心旋转轴7上，小同步带轮14和大同步带轮15上通过同步带传动；所述砂管固定接口 5上端连接喷丸专用砂管，砂管固定接口 5下端伸入连接空心旋转轴7的上端口，所述砂管固定接口 5下端依次装配连接有大唇形密封圈16、第三轴承17和小唇形密封圈18，所述大唇形密封圈16、第三轴承17和小唇形密封圈18的外圈与空心旋转轴7的上端口装配连接，所述小孔喷丸组件8包括矛枪连接套19、矛枪过渡套20、矛枪枪杆21和堵头22，矛枪过渡套20安装在矛枪枪杆21上端，矛枪枪杆21下端安装堵头22，矛枪过渡套20通过矛枪连接套19与空心旋转轴7的下端连接，所述的整个装置在对应的喷丸加工孔径和深度不同，矛枪枪杆和堵头会有多种规格，用以满足不同尺寸孔径的喷丸加工；所述空心旋转轴7的下端入口端面和矛枪过渡套20之间设有密封圈23，所述安装支架组件6由旋转支架24、支架转轴25、连接板26、枪架夹座27和枪架夹盖28组成，枪架夹座27和枪架夹盖28固定夹设在支撑用立柱上，枪架夹座27通过连接板26连接旋转支架24，且旋转支架24通过中间的支架转轴25转动设于连接板26上，旋转支架24的一侧固定安装在安装盒3上，所述安装盒3底部还安装有一毛毡防护圈29，轴承座4上安装一检测传感器30，所述驱动电机I为伺服电机，且驱动电机I连接外部控制系统。本实施列通过伺服系统调节控制伺服电机的转速，通过同步带和同步带轮传递伺服电机动力，调整喷枪在小孔内喷丸加工时的转速，可要根据不同的加工工艺设定不同的伺服电机转速，并且通过安装在轴承座上的检测传感器30，检测小孔喷枪组件8是否正常旋转，小孔喷丸加工的工艺控制模式是根据小孔喷丸加工控制的基本原理，工艺控制主要是将其主要的工艺参数(如气压、喷速、混丸比、喷击时间、喷击次数等)控制转换为对喷射系统的运动控制，我们提出了采用“喷头与反射头耦合运动”的控制模式来实施其工艺控制的思路，即采用“喷头+反射头一耦合运动”的模式(如图2中所示，矛枪枪杆21为喷头，堵头22为反射头，而耦合运动则由装置中所述的电机和整个喷丸设备所配置的其他运动机构来完成)，其耦合方式的方案是“喷头与反射头同步旋转匀速运动，喷流强度恒定”的控制模式为了保证工件强化区域工艺效果的一致性，弹丸流对孔内壁的喷击强度不能变化太大，因而在设计上要求弹丸流从喷头到孔内壁的喷射距离不变，故采用“喷流强度恒定，喷头与反射头同步旋转匀速运动”的工艺控制模式。这种方式的特点是，其它工艺参数的控制比较简单，喷丸强化的工艺一致性好，但喷头与反射头的同步机构使喷射系统的结构与控制都非常复杂。由于喷头要伸入加工孔内，同样这种工艺控制模式也适用于对孔径比较大的孔内壁进行强化处理，既增加装置在孔径圆周方向的旋转运动机构。在喷丸孔径较小的工件时，因喷头与工件距离较近，可适当降低喷丸压力和喷丸时间，以免会将工件打伤，并出现过喷现像，不但不能达到喷丸强化的要求，反而降低了工件的使用寿命。
权利要求1.一种小孔喷丸加工自动化装置，其特征在于包括驱动电机(I)、减速机(2)、安装盒(3)、轴承座(4)、砂管固定接口(5)、安装支架组件(6)、空心旋转轴(7)和小孔喷丸组件(8)，所述减速机(2)和安装支架组件(6)分别固定在安装盒(3)两侧，所述驱动电机(I)连接减速机(2)并固定在减速机(2)上方，所述轴承座(4)固定在安装盒(3)中间，空心旋转轴(7)通过轴承定位转动设于轴承座(4)内，所述空心旋转轴(7)下端连接小孔喷丸组件(8)，空心旋转轴(7)上端通过砂管固定接口(5)连接喷丸专用砂管，所述砂管固定接口(5)固定安装在轴承座(4)上方，所述减速机(2)下端的输出轴与空心旋转轴(7)传动连接。
2.根据权利要求1所述的小孔喷丸加工自动化装置，其特征在于所述轴承座(4)内设有与空心旋转轴(7)装配连接的第一轴承(11)和第二轴承(12)，且第一轴承(11)和第二轴承(12)之间装配轴肩挡圈(13)，所述第一轴承(11)、第二轴承(12)和轴肩挡圈(13)的外圈与轴承座(4)装配连接。
3.根据权利要求1所述的小孔喷丸加工自动化装置，其特征在于所述安装盒(3)内设有小同步带轮(14)和大同步带轮(15),所述小同步带轮(14)固定安装在减速机(2)下端的输出轴上，所述大同步带轮(15)固定套设于空心旋转轴(7)上，小同步带轮(14)和大同步带轮(15)上通过同步带传动。
4.根据权利要求1所述的小孔喷丸加工自动化装置，其特征在于所述砂管固定接口(5)上端连接喷丸专用砂管，砂管固定接口(5)下端伸入连接空心旋转轴(7)的上端口，所述砂管固定接口(5)下端依次装配连接有大唇形密封圈(16)、第三轴承(17)和小唇形密封圈(18)，所述大唇形密封圈(16)、第三轴承(17)和小唇形密封圈(18)的外圈与空心旋转轴(7)的上端口装配连接。
5.根据权利要求1所述的小孔喷丸加工自动化装置，其特征在于所述小孔喷丸组件(8)包括矛枪连接套(19)、矛枪过渡套(20)、矛枪枪杆(21)和堵头(22)，矛枪过渡套(20)安装在矛枪枪杆(21)上端，矛枪枪杆(21)下端安装堵头(22)，矛枪过渡套(20)通过矛枪连接套(19)与空心旋转轴(7)的下端连接，所述空心旋转轴(7)的下端入口端面和矛枪过渡套(20)之间设有密封圈(23)。
6.根据权利要求1所述的小孔喷丸加工自动化装置，其特征在于所述安装支架组件(6)由旋转支架(24)、支架转轴(25)、连接板(26)、枪架夹座(27)和枪架夹盖(28)组成，枪架夹座(27)和枪架夹盖(28)固定夹设在支撑用立柱上，枪架夹座(27)通过连接板(26)连接旋转支架(24)，且旋转支架(24)通过中间的支架转轴(25)转动设于连接板(26)上，旋转支架(24)的一侧固定安装在安装盒(3)上。
7.根据权利要求1所述的小孔喷丸加工自动化装置，其特征在于所述安装盒(3)底部还安装有一毛毡防护圈(29)，轴承座(4)上安装一检测传感器(30)。
8.根据权利要求1所述的小孔喷丸加工自动化装置，其特征在于所述驱动电机(I)为伺服电机，且驱动电机(I)连接外部控制系统。
专利摘要本实用新型公开了一种小孔喷丸加工自动化装置，包括驱动电机、减速机、安装盒、轴承座、砂管固定接口、安装支架组件、空心旋转轴和小孔喷丸组件，所述减速机和安装支架组件分别固定在安装盒两侧，所述驱动电机连接减速机并固定在减速机上方，所述轴承座固定在安装盒中间，空心旋转轴通过轴承定位转动设于轴承座内，所述空心旋转轴下端连接小孔喷丸组件，空心旋转轴上端通过砂管固定接口连接喷丸专用砂管，所述砂管固定接口固定安装在轴承座上方，所述减速机下端的输出轴与空心旋转轴传动连接，本装置能够有效地改善小孔喷丸工艺的性能，提高整体喷丸的效率及喷丸装置的使用寿命，具备较高的实用性和创造性。
文档编号B24C3/02GK202895004SQ20122059207
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者唐明笃, 陈小虎, 陈宪淮 申请人:昆山开信机械制造有限公司