CN106985077B - 一种基于射流的表面强化设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于射流的表面强化设备及方法，用于对工件的表面进行强化，该基于射流的表面强化设备包括底架，所述底架上具有工作腔，在工作腔内设有用于放置工件的工作台、朝向工作台方向的射流喷头和罩设在工作台上的工作罩，其中，射流喷头和工作罩相对设置，射流喷头输出具有预设压力的流体，工作罩上设有磨料发射装置，磨料发射装置通过工作罩向工作台方向输出磨料，该底架上还设有用以过滤磨料的滤网，所述滤网位于射流喷头与工作台之间。本发明的优点是：能够对工件表面进行强化并可对毛刺进行处理。

Description

一种基于射流的表面强化设备及方法

技术领域

本发明涉及表面处理设备技术领域，尤其是涉及一种基于射流的表面强化设备及方法。

背景技术

表面强度是衡量工件质量好坏的指标，尤其是对表面形状复杂，工作时受摩擦较多的工件，如齿轮、棘轮等更加重要。表面强度低，容易产生磨损等缺陷，影响工件的使用性能和寿命。

同样的，工件表面的光洁度，也是衡量工件质量好坏的一个指标。对于表面形状较为复杂的齿轮(或棘轮)等工件而言，采用传统的加工方式，难以达到较佳的表面光洁度，甚至是一些看得见的毛刺都难以被抛光。也就是说，该类工件在进行表面处理时，往往效果较差，且会有一些死角难以进行表面处理。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于射流的表面强化设备，它具有能够强化工件表面，同时对工件表面的毛刺进行处理的特点。本发明还公开了一种基于射流的表面强化方法。

本发明所采用的第一个技术方案是：

一种基于射流的表面强化设备，用于对工件的表面进行强化，该基于射流的表面强化设备包括底架，其特征在于：所述底架上具有工作腔，在工作腔内设有用于放置工件的工作台、朝向工作台方向的射流喷头和罩设在工作台上的工作罩，其中，射流喷头和工作罩相对设置，射流喷头输出具有预设压力的流体，工作罩上设有磨料发射装置，磨料发射装置通过工作罩向工作台方向输出磨料，该底架上还设有用以过滤磨料的滤网，滤网位于射流喷头与工作台之间。

进一步的，所述工作罩内设有呈球面形的反射罩，该反射罩朝向工作台方向弯曲，在反射罩上设有用以输出磨料的透料孔。

进一步的，所述工作台包括旋转机构和安装在旋转机构上的工作平台，所述旋转机构带动工作平台旋转。

进一步的，所述工作平台上预设与射流喷头相配合的多个孔洞。

进一步的，所述磨料发射装置包括存储磨料的磨料仓、连接至磨料仓和工作罩的输送管道、及连接至输送管道的动力源，工作罩上开有磨料进口，动力源驱动磨料沿输送管道从磨料进口中输出。

进一步的，所述底架安装有与工作腔导通的液体回收机构，液体回收机构回收经所述滤网过滤的流体。

进一步的，所述基于射流的表面强化设备还包括带动工作罩往复运动的往复机构。

进一步的，所述往复机构包括带动工作罩移动的偏心轮组件和引导工作罩移动方向的导向组件。

进一步的，所述偏心轮组件包括偏心轮、安装在工作罩上的转动轴及连接转动轴与偏心轮的连杆，偏心轮转动使得连杆带动工作罩往复运动。

本发明的基于射流的表面强化设备所具有的优点是：能够强化工件表面，同时对工件表面的毛刺进行处理。本发明的基于射流的表面强化设备在工作时，射流喷头向上喷出高压液体，带起磨料对工件如齿轮的表面进行冲击打磨，同时，还有部分流体射出工件后与从工作罩中喷出的磨料混合加工齿轮的另一面，不仅打磨效果较佳，且没有加工死角。

本发明所采用的第二个技术方案是：

一种基于射流的表面强化方法，用于对工件的表面进行强化，所述方法采用前述基于射流的表面强化设备予以完成，包括以下步骤：

(1)将工件放置在工作腔内的工作台上，然后封闭工作腔；

(2)开启磨料发射装置，使磨料发射装置沿工作罩向工作台方向输出磨料；

(3)开启射流喷头，使射流喷头向工作台方向输出流体，射流喷头输出流体的压力为20-60MPa；

(4)开启旋转工作台使之带动工件旋转；

(5)开启液体回收机构，使工作腔内的流体经滤网过滤后通过液体回收机构回收并循环使用；

(6)通过射流喷头输出流体混合磨料往复冲刷工件表面，同时部分流体冲出工件后混合从工作罩上输入的磨料并从工作罩反弹至工件另一侧表面，循环该步骤至预设时间后结束。

在步骤(2)中还包括，开启往复机构带动工作罩往复直线运动。

本发明的零件表面射流强化方法所具有的优点是：强化工件表面，同时抛光效果也较佳。该表面强化方法充分发挥了基于射流的表面强化设备的优点。同时，通过设定合理的射流液体的喷射压力，使工件得到了较好的抛光。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的实施例1的主视剖视图。

图2是本发明的实施例2的主视剖视图。

图3是本发明的往复机构的结构示意图。

图中：

100、工件。

10、底架，11、工作腔；12、工作台；13、滤网。

20、射流喷头；21、射流供给机构。

30、液体回收机构。

40、工作罩；41；磨料进口；42、反射罩；421、透料孔。

50、磨料发射装置，51、磨料仓，52、动力源；53、输送管道。

60、往复机构；61、偏心轮组件；611、偏心轮；612、连杆；613、转动轴；62、导向组件；621、滑轨；622、滑块。

具体实施方式

实施例1

见图1所示：一种基于射流的表面强化设备，用于对工件100进行表面打磨。

具体的讲，该基于射流的表面强化设备包括底架10，在底架10上具有工作腔11。该工作腔11内设有用于放置工件100的工作台12。显然，该工作台12包括工作平台和旋转机构(图中未标示)，工作平台可呈水平状设置，旋转机构可采用如电机或带减速装置的电机，工作平台安装在旋转机构的输出轴上，使得该工作台12可以旋转。该工作台12上设有滤网13以及开口朝上的射流喷头20。工作平台上预设与射流喷头20相配合的多个孔洞，射流可从孔洞中输出。射流喷头20和滤网13均位于工件100的下方，但是该滤网13最好位于射流喷头20的上方，滤网13上的孔的直径小于磨粒的外径。射流喷头20连接有能提供具有压力的通常为液体的射流供给机构，从而可以喷出具有预设压力的流体。同时，该工作台12下方设有液体回收机构，该工作台12上方设有工作罩40。工作罩40与射流喷头20相对设置在工作台12的上下两侧，该工作罩40罩设在该底架10上，工作腔11位于该工作罩40内。

在使用时，打开工作腔11，将磨料和需要进行表面处理的工件100，如大齿轮、小齿轮或棘轮等工件100放置于工作台12上后，关闭工作腔11。通过控制面板启动工作台12并使之旋转；启动射流供给机构21，使射流喷头20喷出流体。启动磨料发射装置50，向工作罩40内喷射磨料，或者使磨粒与流体混合后进入到工作腔11中。流体带动磨料对工件100的表面往复打磨，使工件100表面的毛刺等得以较好的清理。当流体与磨料分别输入时，流体还有部分冲出工件100向工作罩40方向喷射，并与磨料在空中相撞，流体和磨料在冲击到工作罩40后反弹至工件100表面，使之对工件100的另一侧表面进行加工，确保工件100具有较佳的表面光洁度。同时，射流喷头20喷出的液体落下后落至该滤网13上，经该滤网13过滤后，由该液体回收机构予以回收继而得到循环利用。

实施例2

和实施例1的不同仅在于：结合图2所示，磨料发射装置50包括存储磨料的磨料仓51、连接至磨料仓51和工作罩40的输送管道53、及连接至输送管道53的动力源52。工作罩40上开有磨料进口41，动力源52驱动磨料沿输送管道53从磨料进口41中输出。该工作罩40上开有磨料进口41，以便于能够在加工过程中持续加入磨料。该工作罩40内部位于该工件100的上方设有呈球面形的反射罩42，且该反射罩42上设有用以输出磨料的透料孔421。即，该反射罩42类似于一开口朝下的锅体。

这样，在加工个体较大的工件100如大齿轮时，将工件100放置于工作台12上。接着，从该工作罩40的磨料进口41加入磨料，磨料经透料孔421进入该反射罩42的下方。之后，启动射流喷头20，射流喷头20喷出的高压流体携带磨料对齿轮的下表面进行打磨，而部分流体携带磨料从齿轮的中孔向上喷出，经该反射罩42的反射，对工件100的上表面进行加工。

较优的方式是，结合图2和图3所示，基于射流的表面强化设备还包括带动反射罩42往复运动的往复机构60。往复机构60包括带动工作罩40移动的偏心轮组件61和引导工作罩40移动方向的导向组件62。其中，偏心轮组件61包括偏心轮611、安装在反射罩42上的转动轴613及连接转动轴613与偏心轮611的连杆612，偏心轮611转动使得连杆612带动工作罩40往复运动。导向组件62包括滑轨621和滑设于滑轨621上的滑块622，滑块622与工作罩40固定。即，在加工时，该往复机构60带动工作罩40和工作罩40内的反射罩42不停沿平行与工作台12的方向直线往复运动。这样，工件100在进行加工时，不仅呈旋转状态的接受流体，且磨料和流体的混合物会在反射罩42的作用下，压力发生反复变化，加工更加全面，使加工效果更佳。

实施例3

一种基于射流的表面强化方法，用于对工件100的表面进行强化。

具体而言，该基于射流的表面强化方法采用实施例1或2的基于射流的表面强化设备予以完成，包括以下步骤：

(1)将工件100放置在工作腔11内的工作台12上，然后封闭工作腔11。

(2)开启磨料发射装置50，使磨料发射装置50沿工作罩40向工作台12方向输出磨料。

(3)开启射流喷头20，使射流喷头20向工作台12方向输出流体，喷射时间根据加工工件100予以设定，并没有特殊要求。射流喷头20所喷液体的压力为20-60MPa。比如，射流喷头20所喷液体的压力为20、30、40、50或60MPa。

(4)开启旋转工作台12使之带动工件100旋转。

(5)开启液体回收机构30，使工作腔11内的流体经滤网13过滤后通过液体回收机构30回收并循环使用。

(6)通过射流喷头20输出流体混合磨料往复冲刷工件100表面，同时部分流体冲出工件100后混合从工作罩40上输入的磨料并从工作罩40反弹至工件100另一侧表面，循环该步骤至预设时间后结束。

(7)取出工件100进行烘干或常温晾干。

需要注意的是，喷头直接喷射至工件100表面时，射流液体的压力损失不应超过10％。

其中，在步骤(2)中还包括，开启往复机构60带动工作罩40往复直线运动。

采用实施例3所述的方式处理的工件100和常规方法处理的工件100相比，经100人目测，有85人认为抛光效果相对较好。说明，实施例3所述的方法的抛光效果总体较佳。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于射流的表面强化设备，用于对工件的表面进行强化，该基于射流的表面强化设备包括底架，其特征在于：所述底架上具有工作腔，在工作腔内设有用于放置工件的工作台、朝向工作台方向的射流喷头和罩设在工作台上的工作罩，其中，射流喷头和工作罩相对设置，射流喷头输出具有预设压力的流体，工作罩上设有磨料发射装置，磨料发射装置通过工作罩向工作台方向输出磨料，该底架上还设有用以过滤磨料的滤网，滤网位于射流喷头与工作台之间；

所述工作罩内设有呈球面形的反射罩，该反射罩朝向工作台方向弯曲，在反射罩上设有用以输出磨料的透料孔；

所述工作台包括旋转机构和安装在旋转机构上的工作平台，旋转机构带动工作平台旋转，工作平台上预设多个孔洞；

所述磨料发射装置包括存储磨料的磨料仓、连接至磨料仓和工作罩的输送管道、及连接至输送管道的动力源，工作罩上开有磨料进口，动力源驱动磨料沿输送管道从磨料进口中输出；

所述底架安装有与工作腔导通的液体回收机构，液体回收机构回收经滤网过滤的流体；

所述基于射流的表面强化设备还包括带动工作罩往复运动的往复机构，开启往复机构带动工作罩往复直线运动；

射流喷头所喷液体的压力为20-60MPa；

喷头直接喷射至工件表面时，射流液体的压力损失不应超过10％。

2.根据权利要求1所述的基于射流的表面强化设备，其特征在于：所述往复机构包括带动工作罩移动的偏心轮组件和引导工作罩移动方向的导向组件。

3.根据权利要求2所述的基于射流的表面强化设备，其特征在于：所述偏心轮组件包括偏心轮、安装在工作罩上的转动轴及连接转动轴与偏心轮的连杆，偏心轮转动使得连杆带动工作罩往复运动。

4.一种基于射流的表面强化方法，用于对工件的表面进行强化，其特征在于：所述方法采用权利要求3所述的基于射流的表面强化设备予以完成，包括以下步骤：

(1)将工件放置在工作腔内的工作台上，然后封闭工作腔；

(2)开启磨料发射装置，使磨料发射装置沿工作罩向工作台方向输出磨料；

(3)开启射流喷头，使射流喷头向工作台方向输出流体，射流喷头输出流体的压力为20-60MPa；

(4)开启旋转工作台使之带动工件旋转；

(5)开启液体回收机构，使工作腔内的流体经滤网过滤后通过液体回收机构回收并循环使用；

(6)通过射流喷头输出流体混合磨料往复冲刷工件表面，同时部分流体冲出工件后混合从工作罩上输入的磨料并从工作罩反弹至工件另一侧表面，循环该步骤至预设时间后结束。

5.根据权利要求4所述的基于射流的表面强化方法，其特征在于：在步骤(2)中还包括，开启往复机构带动工作罩往复直线运动。