CN109321862B - 一种带超声振动的热喷涂夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公布一种带超声振动的热喷涂夹具，属于热喷涂技术领域。底板上滑动连接前后移动板；前后移动板与底板之间连接齿轮齿条传动机构；前后移动板上设有横向相对布置的爪盘座、左右移动板；左右移动板与前后移动板之间连接水平丝杠导轨运动副机构；爪盘座、左右移动板中转动安装有爪盘组件；爪盘组件中安装有超声波振动板，其中一个爪盘组件的一侧连接齿轮传动机构。本发明适用于多种规格基体，可根据需求改变喷涂角度；同时可根据喷涂需要适时调节基体倾斜角度，为喷涂工艺提供更大的柔性。本发明结构简单，设计合理，具有成本低廉，效率高，便于拆装维护等诸多优点，可用于教学，科研和工业生产。

Description

一种带超声振动的热喷涂夹具

技术领域

本发明涉及热喷涂技术领域,具体是一种带超声振动的热喷涂夹具。

背景技术

热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态后，以一定的速度喷涂到预先处理好的金属基体表面上，从而形成具有特定功能的涂层的方法，一般可以制备防腐、耐磨、减摩、抗高温、抗氧化等涂层，在工业领域应用非常广泛。但现有用于热喷涂的夹具功能较为单一，一般只适合回转体类零件喷涂，对于平板类零件难以胜任。而且在喷涂过程中存在较多孔隙，影响涂层最终性能。基于上述考虑，引入超声振动装置，充分利用超声振动特性，在喷涂粉末沉积过程中可以细化晶粒，减少涂层孔隙，改善涂层与基体间的结合强度，最终提高涂层综合性能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种带超声振动的热喷涂夹具。

本发明以如下技术实现：一种带超声振动的热喷涂夹具，包括底板，底板上纵向滑动连接有前后移动板；所述前后移动板与底板之间连接有用于控制前后移动板位移的齿轮齿条传动机构；所述前后移动板上设有横向相对布置的爪盘座、左右移动板；所述左右移动板与前后移动板之间连接有用于左右移动板位移的水平丝杠导轨运动副机构；所述爪盘座、左右移动板中转动安装有爪盘组件，两个爪盘组件相对布置；所述爪盘组件中安装有超声波振动板，其中一个爪盘组件的一侧连接有用于控制爪盘组件旋转角度的齿轮传动机构。

其进一步是：所述底板下表面开有一对横向的燕尾滑槽，底板上表面开有一对纵向的燕尾滑槽；在底板下表面通过螺钉Ⅰ固定有4个万向轮。

所述前后移动板上表面开有一对横向的燕尾滑槽，前后移动板一端固定有齿轮轴；所述齿轮齿条传动机构包括固定在底板上的一条纵向的齿条；所述齿轮轴上转动安装有齿轮Ⅰ，齿轮Ⅰ与齿条相互啮合；所述齿轮Ⅰ外端固定有摇把；所述爪盘座固定在前后移动板上，所述左右移动板滑动安装在前后移动板上的燕尾滑槽中；所述水平丝杠导轨运动副机构包括通过螺钉Ⅱ固定在前后移动板上的电机座；所述电机座上固定安装有步进电机Ⅰ；所述步进电机Ⅰ通过安全联轴器连接有无侧隙滚珠丝杆；所述无侧隙滚珠丝杆另一端转动安装在爪盘座上，无侧隙滚珠丝杆中部通过螺纹连接安装在左右移动板上的螺纹孔中。

所述左右移动板下安装有四个左右移动滚轮，左右移动板上表面开有一对横向的滑槽；在所述左右移动板滑槽中滑动安装有一个倒U型的卡盘罩Ⅰ。

所述爪盘座通过螺栓、螺母固定在前后移动板上，爪盘座上表面开有一对横向的滑槽；在所述爪盘座滑槽中滑动安装有一个倒U型的卡盘罩Ⅱ。

所述齿轮传动机构包括步进电机Ⅱ，步进电机Ⅱ输出轴上安装有齿轮Ⅲ；靠近所述齿轮Ⅲ的爪盘组件上固定安装有齿轮Ⅱ，齿轮Ⅱ与齿轮Ⅲ相互啮合。

所述齿轮齿条传动机构外罩有齿轮齿条传动机构保护罩；所述水平丝杠导轨运动副机构外罩有水平丝杠导轨运动副机构保护罩；所述齿轮传动机构外罩有齿轮传动机构保护罩。

所述爪盘组件包括卡爪导向盘，卡爪导向盘外固定有轴承；所述卡爪导向盘内侧固定所述超声波振动板，卡爪导向盘外侧端面安装多个沿卡爪导向盘中心对称分布的卡爪，卡爪沿卡爪导向盘径向滑动安装；所述卡爪通过钢丝绳连接有差动螺杆，差动螺杆外端固定有手柄。

所述差动螺杆包括螺杆、固定螺母和活动螺母；所述固定螺母通过支架固定在卡爪导向盘端面；所述卡爪导向盘外侧端面开有径向的与卡爪一一相对的滑槽；所述卡爪背侧固定有滑动安装在卡爪导向盘滑槽中的卡爪导向板；所述卡爪导向板中安装有与卡爪导向盘滑槽滚动连接的卡爪导向轮，在卡爪导向板中还安装有与卡爪一一相对的钢丝绳支撑轮；所述卡爪导向盘中心开有通孔，通孔安装有与卡爪一一相对的变向轮；所述钢丝绳个数与卡爪一一相对，钢丝绳一端连接在钢丝绳支撑轮上，钢丝绳另一端绕过变向轮后连接在活动螺母上。

所述热喷涂夹具还包括卡装在爪盘组件上的耐火砖；所述耐火砖上开有通孔和台阶槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1，适用于多种规格基体，实现加持不同形状，不同大小的板料与棒料基体，也可根据要求使基体进行前后左右的移动，可根据所需要求改变喷涂角度；

2，通过超声波振动板和旋转，可细化晶粒增加涂层与基体结合强度，使硬质相分布更加均匀；

3，在底板下方设置有燕尾滑槽，可根据要求与所需机床导板进行连接，同时设置有便于拆卸的万向轮，便于热喷涂夹具牵引；

4，结构简单，设计合理，具有成本低廉，效率高，便于拆装维护等诸多优点，可用于教学，科研和生产。

附图说明

图1是本发明内部结构示意图；

图2是底板组件结构示意图；

图3是齿轮齿条传动机构的结构示意图；

图4是水平丝杠导轨运动副机构的结构示意图；

图5是左右移动板组件的结构示意图；

图6是齿轮传动机构的结构示意图；

图7是爪盘组件的结构示意图；

图8是差动螺杆的结构示意图；

图9是卡爪导向盘的结构示意图；

图10是卡爪的结构示意图；

图11是爪盘座组件的结构示意图；

图12是为本发明棒料夹紧示意图；

图13是为本发明总装示意图；

图14是齿轮传动机构保护罩的结构示意图；

图15是齿轮齿条传动机构保护罩的结构示意图；

图16是为水平丝杠导轨运动副机构保护罩机构图的结构示意图。

图中：1、底板组件；1-1、螺钉Ⅰ；1-2、万向轮；1-3、底板；2、齿轮齿条传动机构；2-1、齿条；2-2、齿轮Ⅰ；2-3、摇把；3、水平丝杠导轨运动副机构；3-1、螺钉Ⅱ；3-2、前后移动板；3-3、齿轮轴Ⅰ；3-4、电机座；3-5、步进电机Ⅰ；3-6、安全联轴器；3-7、无侧隙滚珠丝杆；4、左右移动板组件；4-1、左右移动滚轮；4-2、左右移动板；4-3、卡盘罩Ⅰ；5、齿轮传动机构；5-1、齿轮Ⅱ；5-2、齿轮Ⅲ；5-3、步进电机Ⅱ；6、爪盘组件；6-1、差动螺杆；6-2、手柄；6-3、爪盘端盖；6-4、轴承；6-5、卡爪导向盘；6-6、卡爪；6-7、耐火砖；6-1-1、固定螺母；6-1-2、活动螺母；6-1-3、支架；6-1-4、超声波振动板；6-1-5、钢丝绳；6-5-1、变向轮；6-6-1、卡爪导向板；6-6-2、卡爪导向轮；6-6-3；钢丝绳支撑轮；7、爪盘座组件；7-1、爪盘座；7-2、螺母；7-3、螺栓；7-4；卡盘罩Ⅱ；8、齿轮齿条传动机构保护罩；9、水平丝杠导轨运动副机构保护罩；10、齿轮传动机构保护罩。

具体实施方式

以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种带超声振动的热喷涂夹具，主要包括底板组件1、齿轮齿条传动机构2、水平丝杠导轨运动副机构3、左右移动板组件4、齿轮传动机构5、爪盘组件6、爪盘座组件。

如图1、图2所示，底板组件1：

底板1-3下表面开有一对横向的燕尾滑槽，用于与所需机床导板进行连接。底板1-3上表面开有一对纵向的燕尾滑槽，用于安装前后移动板3-2；在底板1-3下表面通过螺钉Ⅰ1-1固定有4个万向轮1-2，万向轮1-2可拆卸，便于热喷涂夹具牵引。当装置固定不需要运输时可将万向轮1-1拆卸下来

如图1、图3、图4所示，齿轮齿条传动机构2、水平丝杠导轨运动副机构3：

前后移动板3-2上表面开有一对横向的燕尾滑槽，用于左右移动板4-2的安装；前后移动板3-2一端固定有齿轮轴3-3。齿条2-1纵向的固定在底板1-3上，齿轮轴3-3上转动安装齿轮Ⅰ2-2，齿轮Ⅰ2-2与齿条2-1相互啮合；齿轮Ⅰ2-2外端固定有摇把2-3。通过转动摇把2-3，来控制前后移动板3-2的前后位移；

左右移动板4-2滑动安装在前后移动板3-2上的燕尾滑槽中。电机座3-4通过螺钉Ⅱ3-1固定在前后移动板3-2上，电机座3-4上固定安装步进电机Ⅰ3-5。为了防止过载导致无侧隙滚珠丝杆3-7损害，步进电机Ⅰ3-5通过安全联轴器3-6连接无侧隙滚珠丝杆3-7。无侧隙滚珠丝杆3-7另一端转动安装在爪盘座7-1上，无侧隙滚珠丝杆3-7中部通过螺纹连接安装在左右移动板4-2上的螺纹孔中。通过步进电机Ⅰ3-5的正反转，来控制左右移动板4-2的左右位置。

如图1、图5所示，左右移动板组件4：

左右移动板4-2下安装有四个左右移动滚轮4-1，变滑动为滚动减小了摩擦力。左右移动板4-2上表面开有一对横向的滑槽，在左右移动板4-2滑槽中滑动安装有一个倒U型的卡盘罩Ⅰ4-3。卡盘罩Ⅰ可以根据夹紧基体和正常工作两种不同的工作空间要求沿着滑槽移动，在夹紧基体工作时向外移动为操作人员腾出相应的空间，在正常工作时向内移动罩住爪盘组件6从而达到保护爪盘组件6的目的。

如图1、图6所示，齿轮传动机构5：

齿轮传动机构5包括步进电机Ⅱ5-3，步进电机Ⅱ5-3输出轴上安装有齿轮Ⅲ5-2；靠近齿轮Ⅲ5-2的爪盘组件6上固定安装有齿轮Ⅱ5-1，齿轮Ⅱ5-1与齿轮Ⅲ5-2相互啮合。通过控制步进电机Ⅱ5-3的输入脉冲可以控制爪盘组件6的旋转角度从而控制基体的喷涂角度；同时通过控制步进电机Ⅱ5-3的输入脉冲也可以控制爪盘组件6的旋转速度，间接的控制喷涂表面喷涂材料的均匀程度。

如图1，图7至图10所示，爪盘组件6：

卡爪导向盘6-5外固定有轴承6-4，通过轴承6-4安装在爪盘座7-1、左右移动板4-2上。卡爪导向盘6-5内侧固定超声波振动板6-1-4，卡爪导向盘6-5外侧端面开有径向的与卡爪6-6一一相对的滑槽；卡爪6-6背侧固定有滑动安装在卡爪导向盘6-5滑槽中的卡爪导向板6-6-1；卡爪导向板6-6-1中安装有与卡爪导向盘6-5滑槽滚动连接的卡爪导向轮6-6-2，在卡爪导向板6-6-1中还安装有与卡爪6-6一一相对的钢丝绳支撑轮6-6-3。卡爪导向盘6-5中心开有通孔，通孔安装有与卡爪6-6一一相对的变向轮6-5-1。差动螺杆6-1由螺杆、固定螺母6-1-1和活动螺母6-1-2组成，螺杆外端固定有手柄6-2；其中，固定螺母6-1-1通过支架6-1-3固定在卡爪导向盘6-5端面。钢丝绳6-1-5个数与卡爪6-6一一相对，钢丝绳6-1-5一端连接在钢丝绳支撑轮6-6-3上，钢丝绳6-1-5另一端绕过变向轮6-5-1后连接在活动螺母6-1-2上。通过手柄6-2控制差动螺杆6-1中的活动螺母6-1-2，进而通过钢丝绳6-1-5拉动卡爪6-6，完成喷涂基体的装卡。

如图1、图11所示，爪盘座组件7：

爪盘座7-1通过螺栓7-3、螺母7-2固定在前后移动板3-2上，爪盘座7-1上表面开有一对横向的滑槽；在爪盘座7-1滑槽中滑动安装有一个倒U型的卡盘罩Ⅱ7-4。卡盘罩Ⅱ7-4罩在爪盘组件6，用于保护爪盘组件6，且卡盘罩Ⅱ7-4的位置可以移动，便于爪盘组件6的操作。

结合图12所示，是本发明在夹紧棒料的示意图。另外，为了适应与板状的喷涂基体的装卡，热喷涂夹具还包括可以卡装在爪盘组件6上的耐火砖6-7；耐火砖6-7上开有通孔和台阶槽。

结合图13至图16所示，齿轮齿条传动机构2外罩有齿轮齿条传动机构保护罩8；水平丝杠导轨运动副机构3外罩有水平丝杠导轨运动副机构保护罩9；齿轮传动机构5外罩有齿轮传动机构保护罩10。

本发明采用齿轮传动机构与差动螺旋传动实现对基体的快速夹紧，采用齿轮齿条传动实现夹具整体的前后移动，通过无侧隙滚珠丝杆实现对不同规格基体的夹紧要求。使用两个步进电机分别控制无侧隙滚珠丝杆与齿轮传动机构，通过控制步进电机的输入脉冲控制步进电机的旋转角度，从而控制棒料基体的旋转速度，与板料基体的喷涂角度。并使用了卡盘罩与安全联轴器分别保护夹紧爪盘与无侧隙滚珠丝杆。同时也可以根据要求与机床导板连接，使用了四个万向轮便于运输。

Claims (8)

1.一种带超声振动的热喷涂夹具，其特征在于：包括底板（1-3），底板（1-3）上纵向滑动连接有前后移动板（3-2）；所述前后移动板（3-2）与底板（1-3）之间连接有用于控制前后移动板（3-2）位移的齿轮齿条传动机构（2）；所述前后移动板（3-2）上设有横向相对布置的爪盘座（7-1）、左右移动板（4-2）；所述左右移动板（4-2）与前后移动板（3-2）之间连接有用于左右移动板（4-2）位移的水平丝杠导轨运动副机构（3）；所述爪盘座（7-1）、左右移动板（4-2）中转动安装有爪盘组件（6），两个爪盘组件（6）相对布置；所述爪盘组件（6）中安装有超声波振动板（6-1-4），其中一个爪盘组件（6）的一侧连接有用于控制爪盘组件（6）旋转角度的齿轮传动机构（5）；

所述爪盘组件（6）包括卡爪导向盘（6-5），卡爪导向盘（6-5）外固定有轴承（6-4）；所述卡爪导向盘（6-5）内侧固定所述超声波振动板（6-1-4），卡爪导向盘（6-5）外侧端面安装多个沿卡爪导向盘（6-5）中心对称分布的卡爪（6-6），卡爪（6-6）沿卡爪导向盘（6-5）径向滑动安装；所述卡爪（6-6）通过钢丝绳（6-1-5）连接有差动螺杆（6-1），差动螺杆（6-1）外端固定有手柄（6-2）；

所述差动螺杆（6-1）包括螺杆、固定螺母（6-1-1）和活动螺母（6-1-2）；所述固定螺母（6-1-1）通过支架（6-1-3）固定在卡爪导向盘（6-5）端面；

所述卡爪导向盘（6-5）外侧端面开有径向的与卡爪（6-6）一一相对的滑槽；所述卡爪（6-6）背侧固定有滑动安装在卡爪导向盘（6-5）滑槽中的卡爪导向板（6-6-1）；所述卡爪导向板（6-6-1）中安装有与卡爪导向盘（6-5）滑槽滚动连接的卡爪导向轮（6-6-2），在卡爪导向板（6-6-1）中还安装有与卡爪（6-6）一一相对的钢丝绳支撑轮（6-6-3）；

所述卡爪导向盘（6-5）中心开有通孔，通孔安装有与卡爪（6-6）一一相对的变向轮（6-5-1）；所述钢丝绳（6-1-5）个数与卡爪（6-6）一一相对，钢丝绳（6-1-5）一端连接在钢丝绳支撑轮（6-6-3）上，钢丝绳（6-1-5）另一端绕过变向轮（6-5-1）后连接在活动螺母（6-1-2）上。

2.根据权利要求1所述的一种带超声振动的热喷涂夹具，其特征在于：所述底板（1-3）下表面开有一对横向的燕尾滑槽，底板（1-3）上表面开有一对纵向的燕尾滑槽；在底板（1-3）下表面通过螺钉Ⅰ（1-1）固定有4个万向轮（1-2）。

3.根据权利要求1所述的一种带超声振动的热喷涂夹具，其特征在于：所述前后移动板（3-2）上表面开有一对横向的燕尾滑槽，前后移动板（3-2）一端固定有齿轮轴（3-3）；所述齿轮齿条传动机构（2）包括固定在底板（1-3）上的一条纵向的齿条（2-1）；所述齿轮轴（3-3）上转动安装有齿轮Ⅰ（2-2），齿轮Ⅰ（2-2）与齿条（2-1）相互啮合；所述齿轮Ⅰ（2-2）外端固定有摇把（2-3）；

所述爪盘座（7-1）固定在前后移动板（3-2）上，所述左右移动板（4-2）滑动安装在前后移动板（3-2）上的燕尾滑槽中；所述水平丝杠导轨运动副机构（3）包括通过螺钉Ⅱ（3-1）固定在前后移动板（3-2）上的电机座（3-4）；所述电机座（3-4）上固定安装有步进电机Ⅰ（3-5）；所述步进电机Ⅰ（3-5）通过安全联轴器（3-6）连接有无侧隙滚珠丝杆（3-7）；所述无侧隙滚珠丝杆（3-7）另一端转动安装在爪盘座（7-1）上，无侧隙滚珠丝杆（3-7）中部通过螺纹连接安装在左右移动板（4-2）上的螺纹孔中。

4.根据权利要求1所述的一种带超声振动的热喷涂夹具，其特征在于：所述左右移动板（4-2）下安装有四个左右移动滚轮（4-1），左右移动板（4-2）上表面开有一对横向的滑槽；在所述左右移动板（4-2）滑槽中滑动安装有一个倒U型的卡盘罩Ⅰ（4-3）。

5.根据权利要求1所述的一种带超声振动的热喷涂夹具，其特征在于：所述爪盘座（7-1）通过螺栓（7-3）、螺母（7-2）固定在前后移动板（3-2）上，爪盘座（7-1）上表面开有一对横向的滑槽；在所述爪盘座（7-1）滑槽中滑动安装有一个倒U型的卡盘罩Ⅱ（7-4）。

6.根据权利要求1所述的一种带超声振动的热喷涂夹具，其特征在于：所述齿轮传动机构（5）包括步进电机Ⅱ（5-3），步进电机Ⅱ（5-3）输出轴上安装有齿轮Ⅲ（5-2）；靠近所述齿轮Ⅲ（5-2）的爪盘组件（6）上固定安装有齿轮Ⅱ（5-1），齿轮Ⅱ（5-1）与齿轮Ⅲ（5-2）相互啮合。

7.根据权利要求1所述的一种带超声振动的热喷涂夹具，其特征在于：所述齿轮齿条传动机构（2）外罩有齿轮齿条传动机构保护罩（8）；所述水平丝杠导轨运动副机构（3）外罩有水平丝杠导轨运动副机构保护罩（9）；所述齿轮传动机构（5）外罩有齿轮传动机构保护罩（10）。

8.根据权利要求1所述的一种带超声振动的热喷涂夹具，其特征在于：所述热喷涂夹具还包括卡装在爪盘组件（6）上的耐火砖（6-7）；所述耐火砖（6-7）上开有通孔和台阶槽。

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