CN107761037A - 喷涂装置的尾座和喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷涂装置的尾座和喷涂装置。尾座包括尾座体和设置于尾座体上的冷却装置，冷却装置具有用于向套筒类零件的腔体内输出冷却介质的冷却口。在利用该喷涂装置对套筒类零件进行热喷涂时，可以控制冷却装置向套筒类零件的腔体内输出冷却介质从而实现对套筒类零件的内表面进行冷却，提高套筒类零件的冷却速度从而提高加工效率。

Description

喷涂装置的尾座和喷涂装置

技术领域

本发明涉及表面加工技术领域，特别涉及一种喷涂装置的尾座和喷涂装置。

背景技术

套筒类零件是主机产品常用零部件的结构类型之一，其表面性能直接影响主机产品的工作性能和可靠性，因此常采用表面强化技术对其进行强化。热喷涂技术是表面强化的关键技术，通过选择不同成分的喷涂材料，可以制备具有不同硬度及不同耐腐蚀性等不同性能的涂层。因此热喷涂技术被广泛应用于有特殊使用性能要求零部件的制造和修复中。

套筒类零件在喷涂加工过程中一般采用“一夹一顶”的装夹方式，即零件的一端采用三爪或四爪卡盘夹紧，另一端采用尾座将其顶紧。如图1所示，目前常用的尾座为传统的机械式尾座，尾座包括尾座体1a、手柄5a和顶尖3a。装夹零件时手动旋转手柄5a，推动顶尖3a移动直至顶紧零件，并对顶尖3a采用机械锁紧方式进行固定。在对零件进行热喷涂的过程中，顶尖3a与套筒类零件的通槽端完全接触，因此零件的内腔与顶尖之间构成封闭区域，故只能通过对零件外表面进行冷却而实现对整个零件的冷却，造成零件的散热速度和散热面积大幅减少，限制喷涂的加工效率。

而且在工作过程中顶尖的位置无法调节。而在热喷涂加工过程中，零件受热后发生膨胀，即零件的轴向尺寸将会增大，故采用传统机械式尾座进行装夹无法适应零件受热后长度的变化，且由于夹紧力过大将会导致零件变形或中心孔变形，进而影响零件的最终加工精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷涂装置的尾座和喷涂装置，以提高套筒类零件的冷却速度从而提高加工效率。

本发明第一方面提供一种喷涂装置的尾座，喷涂装置用于对套筒类零件进行热喷涂，尾座包括尾座体和设置于尾座体上的冷却装置，冷却装置具有用于向套筒类零件的腔体内输出冷却介质的冷却口。

进一步地，冷却装置具有沿套筒类零件的轴向方向和/或周向分布的多个冷却口。

进一步地，尾座还包括设置于尾座体上且用于与套筒类零件的端部抵接的顶紧装置，冷却装置包括设置于顶紧装置上且伸入到套筒类零件的腔体内的冷却管，冷却管的管壁上设置有冷却口。

进一步地，冷却装置还包括与冷却管连通以向冷却管内输送冷却介质的输送管，输送管通过设置于顶紧装置内部的流通通道与冷却管连通。

进一步地，顶紧装置包括顶杆和设置于顶杆端部且用于与套筒类零件抵接的顶尖，冷却管设置于顶尖的端部。

进一步地，流通通道包括设置于顶杆内的顶杆通道段和设置于顶尖内的顶尖通道段，顶杆通道段包括从顶杆的外表面延伸至中心的顶杆径向段和沿顶杆的轴向延伸的顶杆轴向段，顶尖通道段包括沿顶尖的轴向设置的顶尖轴向段，顶杆轴向段与顶尖轴向段连通。

进一步地，顶杆沿顶杆的轴向方向可移动地设置于尾座体内，输送管穿过尾座体并与顶杆通道段连通，顶杆还具有设置于顶杆的外表面且与顶杆通道段连通的通槽，输送管的输出端位于通槽内。

进一步地，通槽的开口沿顶杆的轴向方向延伸且开口的长度大于顶杆相对于尾座体的行程最大值。

进一步地，冷却介质为冷却流体。

进一步地，尾座还包括控制装置，控制装置控制冷却口输出冷却介质的流量和/或温度。

进一步地，尾座还包括设置于尾座体上且用于与套筒类零件的端部抵接的顶紧装置，顶紧装置具有用于与套筒类零件抵接的抵接端面，抵接端面上设置有用于连通套筒类零件的腔体与外界的散热通道。

进一步地，抵接端面包括锥面，散热通道包括沿锥面的母线延伸的凹槽。

进一步地，抵接端面上设置有多个散热通道。

进一步地，尾座还包括设置于尾座体上且用于与套筒类零件的端部抵接的顶紧装置，顶紧装置相对于尾座体可移动地设置，尾座还包括用于驱动顶紧装置移动的气缸装置。

进一步地，气缸装置包括有杆腔和无杆腔，尾座还包括与有杆腔连通的第一气路以及与无杆腔连通的第二气路，第一气路和/或第二气路的气体压力可调节地设置。

进一步地，气缸装置的活塞杆与顶紧装置连接，第二气路与气源连接，其中，第二气路上设置有调压阀；和/或，第二气路上设置有溢流阀。

进一步地，气缸装置的活塞杆与顶紧装置连接，第二气路上设置有单向阀，单向阀防止有杆腔的气体回流。

本发明第二方面提供一种喷涂装置，包括本发明第一方面任一项提供的喷涂装置的尾座。

基于本发明提供的喷涂装置的尾座和喷涂装置，尾座包括尾座体和设置于尾座体上的冷却装置，冷却装置具有用于向套筒类零件的腔体内输出冷却介质的冷却口。在利用该喷涂装置对套筒类零件进行热喷涂时，可以控制冷却装置向套筒类零件的腔体内输出冷却介质从而实现对套筒类零件的内表面进行冷却，提高套筒类零件的冷却速度从而提高加工效率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术的尾座的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的喷涂装置的结构示意图；

图3为图2中的尾座的立体结构示意图；

图4为图3所示的尾座的截面结构示意图；

图5为图3中的M部分的局部放大结构示意图；

图6为图3中的顶杆的截面结构示意图；

图7为图6的顶杆的N向的截面结构示意图；

图8为图3中的顶尖的侧视图；

图9为图3中的顶尖的截面结构示意图。

各附图标记分别代表：

1a-尾座体；3a-顶尖；5a-手柄；1-尾座体；2-顶杆；2A-顶尖安装孔；2B-顶杆轴向段；2C-顶杆径向段；2D-通槽；2E-活塞杆安装孔；3-顶尖；3A-顶尖轴向段；3B-凹槽；31-锥面段；32-接头；33-安装段；4-冷却装置；41-冷却管；42-输送管；5-气缸装置；51-缸筒；52-活塞杆；53-第一气管；54-第二气管；55-进气管；6-过渡板；7-床身；8-主轴箱；9-卡盘；C-套筒类零件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

下面根据图2至图9对本发明一具体实施例的喷涂装置及其尾座的结构进行详细说明。

如图2所示，本发明实施例的喷涂装置包括床身7、设置于床身7上的主轴箱8和尾座。主轴箱8上设置卡盘9，卡盘9用于夹紧套筒类零件C的一端，尾座用于从套筒类零件C的另一端将套筒类零件C顶紧。如图2所示，尾座体1通过螺栓与过渡板6连接并通过过渡板6与床身7连接。

如图3所示，本实施例的尾座包括尾座体1和设置于尾座体1上的冷却装置4。冷却装置4具有用于向套筒类零件的腔体内输出冷却介质的冷却口。在利用该喷涂装置对套筒类零件进行热喷涂时，可以控制冷却装置向套筒类零件的腔体内输出冷却介质从而实现对套筒类零件的内表面进行冷却，提高套筒类零件的冷却速度从而提高加工效率。

具体在本实施例中，冷却介质为冷却气体。在其他附图未示出的实施例中，冷却介质还可以是其他易于流动的流体。

如图3所示，本实施例的尾座包括顶紧装置。顶紧装置包括顶杆2和顶尖3。顶尖3用于与套筒类零件顶紧。本实施例的冷却装置4包括设置于顶尖3的端部的冷却管41。冷却管41的管壁上设置有冷却口。冷却管41设置于顶尖3的端部，当顶尖与套筒类零件C抵接时，冷却管41就伸入到了套筒类零件的腔体内从而使冷却口输出的冷却气体对套筒类零件的内侧进行冷却。

具体在本实施例中，冷却管41沿套筒类零件C的轴向延伸。冷却管41的管壁上均布有冷却口以对套筒类零件C的内表面实现全面冷却。

在其他附图未示出的实施例中，冷却管也可以不沿套筒类零件C的轴向设置，例如冷却管还可以是弯曲管。只要保证冷却装置具有沿套筒类零件的轴向方向和/或周向分布的多个冷却口即可。

为了向冷却管41输送冷却气体，如图3和图5所示，冷却装置4还包括与冷却管41连通以向冷却管41内输送冷却气体的输送管42。输送管42通过设置于顶紧装置内部的流通通道与冷却管41连通。

具体地，如图6所示，顶杆2包括位于端部且用于安装顶尖3的顶尖安装孔2A。本实施例的顶尖安装孔2A为莫氏锥孔。

流通通道包括设置于顶杆2内的顶杆通道段和设置于顶尖3内的顶尖通道段。顶杆通道段包括从顶杆2的外表面延伸至中心的顶杆径向段2C和沿顶杆2的轴向延伸的顶杆轴向段2B，如图9所示，顶尖通道段包括沿顶尖的轴向设置的顶尖轴向段3A，顶杆轴向段2B与顶尖轴向段3A连通。输送管42从外侧穿过尾座体1进入到顶杆2内且输送管42的输出端与顶杆径向段2C连通以向流通通道内输送冷却气体。

由于输送管42穿过尾座体1并与顶杆通道段连通，而顶杆2是相对于尾座体沿顶杆的轴向方向移动设置的，如图6和图7所示，为了保证输送管42与顶杆通道段的连通，顶杆2还具有设置于顶杆2的外表面且与顶杆通道段连通的通槽2D，输送管42的输出端位于通槽2D内。输送管42的输出端位于通道2D内从而实现将冷却气体输送至顶杆通道段内进而输送至冷却管41内。

由于喷涂装置喷涂的套筒类零件的长度不一，因此在实际的使用过程中，顶杆的行程是不同的。为了保证在喷涂装置对各种不同的套筒类零件进行喷涂作业时，输送管42均可以将冷却气体输送到流通通道内进而将冷却气体输送到冷却管41内，本实施例的通槽2D的开口沿顶杆2的轴向方向延伸且开口的长度大于顶杆2相对于尾座体1的行程最大值。

需要指出的是本实施例的流通通道是由设置于顶杆2和顶尖3内的流通孔来形成的。在其他附图未示出的实施例中，也可以在顶杆2和顶尖3内设置流通管，流通管的内腔形成上述流通通道。

如图5所示，图示中虚线即为冷却气体的流动方向。尾座体1上设置一个用于穿过输送管2的接口。如图6所示，顶杆2上设置有通槽。输送管2穿过接口使气体流通至通槽并流经顶杆通道段及顶尖通道段进入到冷却管41内以实现对套筒类零件内表面的冷却。

由于本实施例的套筒类零件的内腔不是通孔，因此在将冷却气体输出到套筒类零件的腔体内后需要设置散热通道来使吸热后的气体及时排出以保证较好的冷却效果。

如图5、图8和图9所示，本实施例的顶尖包括用于与套筒类零件C的端部进行抵接的锥面段31以及用于与顶杆2配合安装的安装段33。锥面段31上设置有用于连通套筒类零件的腔体与外界的散热通道。喷涂加工时，冷却气体从冷却管的冷却口输出后对套筒类零件的腔体进行冷却后，携带有热量的气体经过散热通道及时排出使套筒类零件的内部区域形成循环热对流，进而更好地实现冷却。

本实施例的散热通道包括沿锥面的母线延伸的凹槽3B。

为了实现全面散热，本实施例的锥面段31上设置有多个凹槽3B。

在其他附图未示出的实施例中，顶紧装置的用于与套筒类零件进行抵接的抵接端面也可以不是锥面。此时在抵接端面上设置散热通道即可。

如图5所示，顶尖3的锥面段31的端部还设有用于连接冷却管41的接头32。

优选地，为了实现对冷却装置的冷却速度以及冷却效果的控制，本实施例的尾座还包括控制装置。控制装置控制冷却口输出冷却介质的流量和/或温度。控制装置可以控制冷却介质的通断、流量的大小以及温度的高低从而使本实施例的冷却装置可以根据实际加工条件对冷却介质的流量及温度进行有效的控制。

为了使零件在在受热发生膨胀后顶紧装置具有一定的移动空间，本实施例的尾座还包括用于驱动顶紧装置移动的气缸装置5。

如图4所示，气缸装置5的活塞杆与顶杆2连接，气缸装置5的缸筒与尾座体1连接。如图6所示，顶杆2的端部设置有活塞杆安装孔2E，活塞杆伸入到活塞杆安装孔2E中以实现与顶杆2的连接。在喷涂加工过程中，当零件受热发生膨胀时，顶杆2随着零件轴向尺寸的增大会向气缸装置一侧移动从而使活塞杆向无杆腔一侧移动，因此可避免顶紧力过大而导致零件变形。

本实施例的尾座还包括与有杆腔连通的第一气路以及与无杆腔连通的第二气路，第一气路和/或第二气路的气体压力可调节地设置。

如图2和图3所示，尾座包括与有杆腔连通的第一气管53以及与无杆腔连通的第二气管54。第一气管53的内腔形成第一气路，第二气管54的内腔形成第二气路。第二气管54通过进气管55与气源连接。

为了对第一气管53和第二气管54内的气体的压力进行调节，本实施例的第一气管53和第二气管54通过控制阀组与进气管55连接。控制阀组包括进气口、第一工作口和第二工作口。其中，进气口与进气管55连接，第一工作口与第一气管53连接，第二工作口与第二气管连接。

具体地，第二气管54上设置有溢流阀，当无杆腔的压力大于设定压力时，通过溢流阀卸压从而使压力恢复至设定压力。并且第二气管54上还设有调压阀。调压阀控制第二气路的压力从而防止气源的压力突然增大而导致顶杆的顶紧力的突然增大，因此可保证气路的压力不受外界压力的影响。同样地，为了防止气源压力的突然减小而导致出现零件装夹松动或脱落的现象，本实施例的第二气管54上还设置有防止冷却气体回流的单向阀。

综上，本实施例的尾座通过在气缸装置的气路上设置调压阀、单向阀和溢流阀来对气路的压力进行控制，进而实现喷涂过程中顶紧力的恒定，避免喷涂过程中由于零件受热膨胀、气源压力突然下降或不稳定导致零件装夹不稳的现象。

在对套筒类零件进行装夹前，根据套筒类零件的大小及重量，通过调压阀设定气缸装置的工作压力，装夹时首先拧紧卡盘9将套筒类零件装夹牢固，然后操纵控制阀组使气体进入气缸装置的无杆腔，推动活塞杆朝套筒类零件的方向移动，进而推动顶杆2和顶尖3移动，待气缸装置的无杆腔的压力达到设定值时停止供气，从而实现零件的夹紧。

在喷涂过程中，套筒类零件在受热后发生膨胀，沿轴线方向的尺寸增大，即顶尖3和顶杆2将会沿轴线方向朝远离套筒类零件的方向移动，造成无杆腔的体积减少、压力增大。当无杆腔的气体压力大于设定压力时，气体通过溢流阀进行泄压，直至压力恢复至设定压力。当气源的压力突然增大时，调节阀可保证气缸的压力不受外界压力的影响。当气源压力下降时，气路中的单向阀可阻止气体流出，进而避免产生零件装夹松动或脱落的现象。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (18)

1.一种喷涂装置的尾座，所述喷涂装置用于对套筒类零件进行热喷涂，其特征在于，所述尾座包括尾座体(1)和设置于所述尾座体(1)上的冷却装置(4)，所述冷却装置(4)具有用于向所述套筒类零件的腔体内输出冷却介质的冷却口。

2.根据权利要求1所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述冷却装置(4)具有沿所述套筒类零件的轴向方向和/或周向分布的多个所述冷却口。

3.根据权利要求1所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述尾座还包括设置于所述尾座体(1)上且用于与所述套筒类零件的端部抵接的顶紧装置，所述冷却装置(4)包括设置于所述顶紧装置上且伸入到所述套筒类零件的腔体内的冷却管(41)，所述冷却管(41)的管壁上设置有所述冷却口。

4.根据权利要求3所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述冷却装置(4)还包括与所述冷却管(41)连通以向所述冷却管(41)内输送冷却介质的输送管(42)，所述输送管(42)通过设置于所述顶紧装置内部的流通通道与所述冷却管(41)连通。

5.根据权利要求4所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述顶紧装置包括顶杆(2)和设置于所述顶杆(2)端部且用于与所述套筒类零件抵接的顶尖(3)，所述冷却管(41)设置于所述顶尖(3)的端部。

6.根据权利要求5所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述流通通道包括设置于所述顶杆(2)内的顶杆通道段和设置于所述顶尖(3)内的顶尖通道段，所述顶杆通道段包括从所述顶杆(2)的外表面延伸至中心的顶杆径向段(2C)和沿所述顶杆(2)的轴向延伸的顶杆轴向段(2B)，所述顶尖通道段包括沿所述顶尖的轴向设置的顶尖轴向段(3A)，所述顶杆轴向段(2B)与所述顶尖轴向段(3A)连通。

7.根据权利要求6所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述顶杆(2)沿所述顶杆的轴向方向可移动地设置于所述尾座体(1)内，所述输送管(42)穿过所述尾座体(1)并与所述顶杆通道段连通，所述顶杆(2)还具有设置于所述顶杆的外表面且与所述顶杆通道段连通的通槽(2D)，所述输送管(42)的输出端位于所述通槽(2D)内。

8.根据权利要求7所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述通槽(2D)的开口沿所述顶杆(2)的轴向方向延伸且所述开口的长度大于所述顶杆(2)相对于所述尾座体(1)的行程最大值。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述冷却介质为冷却流体。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述尾座还包括控制装置，所述控制装置控制所述冷却口输出冷却介质的流量和/或温度。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述尾座还包括设置于所述尾座体(1)上且用于与所述套筒类零件的端部抵接的顶紧装置，所述顶紧装置具有用于与所述套筒类零件抵接的抵接端面，所述抵接端面上设置有用于连通套筒类零件的腔体与外界的散热通道。

12.根据权利要求11所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述抵接端面包括锥面，所述散热通道包括沿所述锥面的母线延伸的凹槽。

13.根据权利要求11所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述抵接端面上设置有多个所述散热通道。

14.根据权利要求1至8中任一项所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述尾座还包括设置于所述尾座体(1)上且用于与所述套筒类零件的端部抵接的顶紧装置，所述顶紧装置相对于所述尾座体可移动地设置，所述尾座还包括用于驱动所述顶紧装置移动的气缸装置。

15.根据权利要求14所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述气缸装置包括有杆腔和无杆腔，所述尾座还包括与所述有杆腔连通的第一气路以及与所述无杆腔连通的第二气路，所述第一气路和/或所述第二气路的气体压力可调节地设置。

16.根据权利要求15所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述气缸装置的活塞杆与所述顶紧装置连接，所述第二气路与气源连接，其中，所述第二气路上设置有调压阀；和/或，所述第二气路上设置有溢流阀。

17.根据权利要求15所述的喷涂装置的尾座，其特征在于，所述气缸装置的活塞杆与所述顶紧装置连接，所述第二气路上设置有单向阀，所述单向阀防止所述有杆腔的气体回流。

18.一种喷涂装置，其特征在于，包括如权利要求1至17中任一项所述的喷涂装置的尾座。