一种双面对顶板材表面梯度变形装置的制作方法

本发明属于板材加工领域，尤其涉及一种双面对顶板材表面梯度变形装置。

背景技术：

近年来，随着冶金、电力、石化、造船等行业的快速发展，工程用材料服役坏境越来越恶劣，对材料的表面性能要求越来越高，渗氮这一项工艺发展的越来越广、越来越深，但是由于可以用来渗氮的原始材料不多，很多材料都难以渗氮，这极大增加了渗氮的成本；就气体渗氮而言，还会加剧对环境的污染，因此，提高渗氮效率是迫切有待解决的工业问题。目前采用的手段之一就是对材料进行预处理，如表面梯度变形，在材料表面形成均匀的纳米组织，这能大大提高氮进入基体的速度，形成渗氮层；而且材料表面纳米化理论上可以解决一部分不能渗氮的材料，让这一部分材料也能实现渗氮，提升其表面性能。目前，表面梯度变形的装置还比较少，加工的材料比较单一，缺乏普遍性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种双面对顶板材表面梯度变形装置，该装置适用范围广，可以实现板材双面同时梯度变形，有效改善板材表面性能，便于板材进行后续的渗氮工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种双面对顶板材表面梯度变形装置，包括机架，在机架上设有板材传送机构和表面梯度变形机构，表面梯度变形机构为二个且对称设在机架中部位于板材传送机构的上下两侧；

所述表面梯度变形机构包括水平安装在机架上的二根导向柱和一根可旋转的丝杠，丝杠位于二根导向柱之间且一端由机架一侧穿出，用于连接动力源驱动该丝杠旋转；二根导向柱上通过滑动间隙配合安装有一块滑动板，所述丝杠穿过滑动板并通过螺纹连接；在滑动板上沿纵向安装有高频气缸，高频气缸的活塞杆一端安装有合金头并指向放置在板材传送机构上的待加工板材。

作为进一步优选，所述高频气缸为行程可调气缸，以便加工不同厚度的板材。

作为进一步优选，所述板材传送机构包括对称可旋转安装在机架两侧的二组传送辊，二组传送辊之间留有一个工作间隙，用于穿过高频气缸的活塞杆实现合金头对板材的锤击；每组传送辊的一端分别由机架一侧穿出并安装有链轮，用于连接驱动电机驱动二组传送辊同步旋转。

作为进一步优选，在机架的二个侧板上靠近两端分别通过第一螺杆套装有压板，在第一螺杆上位于压板上面套设有压力弹簧并通过螺母压紧，以实现压板弹性压紧在不同厚度的板材上。

作为进一步优选，在机架的二个侧板中部两侧分别通过第二螺杆套装有安装套，在安装套外缘沿径向连接有导电杆并在导电杆另一端连接有导电球头，所述导电杆外接电流源，用于通过导电球头将电流传递到待加工板材上，改善板材的成形能力。

作为进一步优选，在第二螺杆上位于安装套上面套设有压力弹簧并通过螺母压紧，以实现导电球头能够压接在不同厚度的板材上，确保电接触稳定。

作为进一步优选，所述合金头一端为球形头，另一端为四方柱形并插入到活塞杆外端的四方孔内，在活塞杆外端沿径向设有顶丝，以便于固定和更换合金头。

本发明的有益效果为：

1、由于在机架上设有板材传送机构和表面梯度变形机构，表面梯度变形机构为二个且对称设在机架中部位于板材传送机构的上下两侧；因此通过板材传送机构能够将待加工的板材传送到上下布置的二个表面梯度变形机构之间，实现板材区域性表面梯度变形。

2、由于表面梯度变形机构包括二根导向柱和一根丝杠，二根导向柱上通过滑动间隙配合安装有滑动板，所述丝杠穿过滑动板并通过螺纹连接；在滑动板上沿纵向安装有高频气缸，高频气缸的活塞杆一端安装有合金头并指向待加工板材；因此通过丝杠一端连接动力源并驱动该丝杠旋转，便可带动滑动板和高频气缸往复滑动，同时启动高频气缸高频伸缩运动，便可带动合金头在板材上下同时锤击板材，使板材上、下表面同时发生形变。

3、适用范围广，能适用于各种不同厚度、不同宽度、不同材料的板材，可以实现板材双面同时区域性梯度变形，变形层更厚，极大地改善材料的表面性能，便于板材进行后续的渗氮工艺；使其在后续的渗氮工艺中，效率更高，能量成本低，渗层更厚，材料的性能得到很大程度的提高，也能使难以渗氮的材料得到更好的渗层。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的正投影视图；

图3是本发明高频气缸的结构示意图；

图4是本发明板材传送机构的结构示意图；

图5是本发明导电球头的连接示意图；

图中：机架1，链轮2，滑动板3，高频气缸4，丝杠5，导向柱6，第一螺杆7，压力弹簧8，压板9，传送辊10，安装套11，工作间隙12，导电球头13，导电杆14，第二螺杆15，压力弹簧16，顶丝17，合金头18，板材19。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细的说明，而非对本发明的保护范围限制。需要理解的是在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于简化文字描述以区别于类似的对象，而不能理解为特定的次序间的先后关系。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1-图5所示，本发明涉及的一种双面对顶板材表面梯度变形装置，包括机架1，该机架是由相互平行的二个侧板101通过多根横梁102连接而成。在机架1上设有板材传送机构和表面梯度变形机构，表面梯度变形机构为二个且对称设在机架1中部位于板材传送机构的上下两侧。在二个侧板中部分别设有向上延伸的矩形凸台，位于上方的所述表面梯度变形机构安装在二个矩形凸台之间。

每个表面梯度变形机构包括水平安装在机架1上的二个侧板101之间的二根导向柱6和丝杠5，丝杠5位于二根导向柱6之间且丝杠5两端分别通过轴承安装在二个侧板上，丝杠5一端由机架1一侧的侧板穿出，用于连接动力源驱动该丝杠5旋转。在二根导向柱6上通过滑动间隙配合安装有一块滑动板3，所述丝杠5穿过滑动板3并与固定在滑动板3上的丝母通过螺纹连接；在滑动板3一侧沿纵向安装有高频气缸4，高频气缸4的活塞杆一端安装有合金头18并指向放置在板材传送机构上的待加工板材19。

所述动力源优选为伺服电机并设在机架1一侧（图中未示出），动力源通过同步带传动机构与二个表面梯度变形机构的丝杠5同时连接，驱动二根丝杠5同时旋转。

所述高频气缸4为行程可调气缸，以便加工不同厚度的板材。所述合金头18一端为球形头，另一端为四方柱形并插入到设在活塞杆外端的四方孔内，在活塞杆外端沿径向设有顶丝17，以便于固定和更换合金头18。

所述板材传送机构包括对称可旋转安装在机架1两侧的二组传送辊10，每组传送辊10为并排布置的六根且每根传送辊10两端分别通过轴承座和轴承安装在机架1的二个侧板上。所述二组传送辊10之间留有一个工作间隙12，用于穿过高频气缸4的活塞杆实现合金头18对板材的锤击；每组传送辊10的一端分别由机架1一侧穿出并安装有链轮2，用于连接驱动电机（图中未示出）驱动二组传送辊10同步旋转。所述驱动电机为减速电机，其通过电机支架安装在机架1上的一个侧板外侧中部并与二组传送辊10分别通过链条传动机构连接。

在机架1的二个侧板顶面靠近两端分别通过第一螺杆7套装有条形压板9，压板9自由端悬置在对应的传送辊10上方，在第一螺杆7上位于压板9上面套设有压力弹簧8并通过螺母压紧，在压力弹簧8的作用下，使压板9能够弹性压紧在不同厚度的板材上。

在机架1的二个侧板中部位于矩形凸台两侧顶面分别通过第二螺杆15套装有安装套11，在安装套11外缘沿径向连接有导电杆14并在导电杆14另一端连接有导电球头13，所述导电杆14外接电流源，用于通过导电球头13将电流传递到待加工板材上，改善板材的成形能力。

在第二螺杆15上位于安装套11上面套设有压力弹簧16并通过螺母压紧，在该压力弹簧16的作用下，使导电球头13弹性压接在不同厚度的板材上，确保电接触稳定。

使用时，将待加工的板材19放置在位于板材传送机构一端的一组传送辊10上，将压板9弹性压紧在板材上；调节二个高频气缸4的行程，使固定于活塞杆前端的合金头18与板材之间的距离相等并处于最佳距离。启动驱动电机，带动传送辊10低速转动，使板材前端移动到表面梯度变形机构的作业位置；开启导电杆14的外接电源，通过导电球头13将电流输送到板材加工范围内；启动二个高频气缸4，带动合金头18高频振动，同时锤击板材的上、下表面；同时启动动力源带动二个表面梯度变形机构的丝杠5同时正反转往复旋转，丝杠5旋转后通过丝母带动滑动板3和高频气缸4沿横向左右往复移动，使合金头18在高频振动的同时随之左右横向移动，不停地锤击在板材上、下表面的不同位置，使板材表面产生梯度变形。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。