CN109759273A - 一种内螺纹涂层涂覆设备及涂覆方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内螺纹涂层涂覆设备及涂覆方法。该设备包括离心框和涂料桶，离心框用于装需要涂覆润滑涂层的零件，所述离心框上开有孔径小于零件尺寸的多个小孔，其中，一个或一个以上的多个离心框均分别通过相应的自转装置安装在旋转支架上，每个所述离心框均能随相应的所述自转装置独立自转，所述旋转支架通过公转转轴安装在机架上，用于带动全部的离心框随其绕所述公转转轴进行公转；涂料桶设置在所述离心框的下方，用于装润滑涂料，所述涂料桶的底部安装有升降机构，用于驱动所述涂料桶升降运动，使所述涂料桶中的润滑涂料能通过所述离心框上的小孔进入框内浸涂零件。

Description

一种内螺纹涂层涂覆设备及涂覆方法

技术领域

本发明属于涂层制备技术领域，特别是涉及一种内螺纹涂层涂覆设备及涂覆方法。

背景技术

在航空航天及一些关键螺纹扭矩的控制场合，对润滑涂层的润滑性能一致性要求比较高，以保证在一定安装力矩作用下，得到一致的预紧力，从而满足结构的连接需求。为了保证润滑涂层的润滑性能一致性，在润滑涂层种类一定的情况下，润滑层的厚度控制是影响润滑性能的关键。

目前，对于规格较小的零件(例如螺栓、螺母等五金件)，常使用浸涂离心的涂覆方法，其中离心的工艺出现较多的变种，如倾斜式浸涂离心工艺和行星式浸涂离心工艺等。倾斜式浸涂离心工艺和行星式浸涂离心工艺，在离心过程中，零件相对于离心框处于静止状态，背对离心力的凹槽处的涂料，无法被甩出；为了减少涂料的堆积，会进行正反转切换，此时变动零件的位置，使背对离心力的凹槽有机会面对离心力，使原背对凹槽处的涂料也有机会被甩出。由于离心过程中，涂料中的溶剂会挥发，随着时间变化，涂料粘度增加，故其变动翻转的次数一般为1至4次；无法快速地翻转，造成涂层在内螺纹凹槽处产生堆积，无法进一步提高均匀性。

因此，为解决上述问题，发明人提供了一种内螺纹涂层涂覆设备及涂覆方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种内螺纹涂层涂覆设备及涂覆方法，能够使零件进行边翻转边离心作用，减少了表面涂料堆积，提高零件内表面涂覆均匀性和效率。

第一方面，本发明的实施例提出了一种内螺纹涂层涂覆设备，用于对具有内螺纹的零件进行涂层涂覆，该设备包括：

离心框，用于装需要涂覆润滑涂层的零件，所述离心框上开有孔径小于零件尺寸的多个小孔，其中，一个或一个以上的多个离心框均分别通过相应的自转装置安装在旋转支架上，每个所述离心框均能随相应的所述自转装置独立自转，所述旋转支架通过公转转轴安装在机架上，用于带动全部的离心框随其绕所述公转转轴进行公转；

涂料桶，设置在所述离心框的下方，用于装润滑涂料，所述涂料桶的底部安装有升降机构，用于驱动所述涂料桶升降运动，使所述涂料桶中的润滑涂料能通过所述离心框上的小孔进入框内浸涂零件。

进一步地，每个所述自转装置均连接有相应的旋转气缸，所述旋转气缸通过气管输送自转气源，每个所述旋转气缸均分别用于驱动所述自转装置旋转，以带动相应的所述离心框自转。

进一步地，所述离心框为三个，所述自转气源的分接头出气口的数量与所述离心框、所述气管的数量相同，每个离心框对应的所述气管连通相应的分接头出气口和旋转气缸进气口。

进一步地，所述自转气源的分接头出气口均设在所述公转转轴外周。

进一步地，所述公转转轴由电机驱动，所述公转转轴通过轴承与所述旋转支架连接，用于带动所述旋转支架随所述公转转轴转动。

进一步地，所述机架为悬臂梁结构或龙门结构，所述公转转轴轴向贯穿在所述机架的横梁上，所述电机安装在横梁上侧的公转转轴一端，所述轴承安装在横梁下侧的公转转轴另一端，与所述旋转支架连接。

第二方面，提供了一种采用第一方面的内螺纹涂层涂覆设备的涂覆方法，该方法包括：

将需要涂覆润滑涂层的零件进行表面清洁处理后放入离心框中；

通过升降机构驱动所述涂料桶上升，直到涂料桶中润滑涂料的液面高于离心框内的零件后停止上升，使润滑涂料通过离心框上的小孔进入框内对零件进行浸涂，在浸涂过程中，所述离心框进行正、反自转运动；

在零件浸涂完成后，通过升降机构驱动所述涂料桶下降，直到离心框高于润滑涂料的液面后停止下降，同时驱动自转装置和公转转轴转动，使所述离心框同时进行自转和公转运动，在转动离心力作用下，零件表面多余的润滑涂料从离心框中甩出；

在首次离心除去零件表面的多余涂料后，将零件从离心框中取出进行预固化、表面干燥后，进行二次或多次浸涂稀释后的润滑涂料，再次离心除去零件表面多余的涂料，最后再对表面浸涂有润滑涂料的零件进行预固化，经检验合格后进行固化，最终完成零件表面的涂层制备。

进一步地，零件在离心框内的浸涂过程时，所述离心框以1～20rpm的转速正、反转运动10～40秒。

进一步地，在零件浸涂完成后，离心筐高出液面约5～20cm后，将零件表面的涂料甩出。

进一步地，驱动自转装置和公转转轴转动时，所述离心框的公转转速为100～400rpm，自转转速为5～20rpm，转动离心过程持续30～300秒。

综上，本发明通过一种内螺纹涂层涂覆设备及涂覆方法，通过离心筐一边公转一边自转，实现了零件边翻转边离心作用，使零件表面特别是螺纹凹槽内的多余的涂料，能够在较短的时间完全甩出，在零件表面留下均匀的涂料/涂层。本发明的设备设计合理有效，离心框能够进行自转和公转运动，使零件在离心过程中，不停翻转，使零件表面涂覆的多余涂料在离心力作用下甩离工件表面，尤其能使零件内表面涂层的均匀性更好，不存在积液问题，采用本发明的设备和发明提高了内螺纹零件的涂层效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种内螺纹涂层涂覆设备的结构示意图。

图2是涂覆工艺时的设备俯视示意图。

图3是离心框自转和公转场景示意图。

图4是离心框的示意图。

图中：

1-电机；2-机架；3-公转转轴；4-轴承；5-分接头；6-分接头进气口；7-旋转支架；8-旋转气缸；9-自转装置；10-气管；11-离心框；12-涂料桶；13-润滑涂料；14-升降机构；15-零件；16-小孔；17-分接头出气口；18-旋转气缸进气口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是本发明实施例的一种内螺纹涂层涂覆设备，用于对具有内螺纹的零件进行涂层，参见图1～图4所示，该装备至少包括了离心框11和涂料桶12。离心框11用于装需要涂覆润滑涂层的零件15，所述离心框11上开有孔径小于零件尺寸的多个小孔16，其中，一个或一个以上的多个离心框11均分别通过相应的自转装置9安装在旋转支架7上，每个所述离心框11均能随相应的所述自转装置9独立自转，所述旋转支架7通过公转转轴3安装在机架2上，用于带动全部的离心框11随其绕所述公转转轴3进行公转。涂料桶12设置在所述离心框11的下方，用于装润滑涂料13，所述涂料桶12的底部安装有升降机构14，该升降机构14用于驱动所述涂料桶12升降运动，使所述涂料桶12中的润滑涂料13能通过所述离心框11上的小孔16进入框内浸涂零件15。

具体地，每个所述自转装置9均连接有相应的旋转气缸8，所述旋转气缸8通过气管10输送自转气源，每个所述旋转气缸8均分别用于驱动相应的所述自转装置9旋转，以带动相应的离心框11自转。

在公转转轴3的外围套有自转气源的分接头5，通过分接头5能将外部气源输送至旋转气缸8作为气源动力，本实施例中优选采用三个离心框11，分接头出气口17的数量与所述离心框11、所述气管10的数量相同，均为三个，每个离心框11对应的所述气管10连通相应的分接头出气口17和旋转气缸进气口18。自转气源的分接头5出气口17也均设在所述公转转轴3的外周。

此外，公转转轴3由电机1驱动其转动，所述公转转轴3通过轴承4与所述旋转支架7连接，公转转轴3用于带动所述旋转支架7随所述公转转轴3进行转动。

作为一种优选方式，机架2为悬臂梁结构或龙门结构，整个结构公转自转结构固定在机架2上，所述公转转轴3轴向贯穿在所述机架2的横梁上，所述电机1安装在横梁上侧的公转转轴3的一端，所述轴承4安装在横梁下侧的公转转轴3的另一端，与所述旋转支架7连接。通过电机1、公转转轴3、轴承4和旋转支架7的动力传递作用，使得旋转支架7能带动离心框11绕公转转轴3进行公转运动。

需要说明的是，根据工位的多少，在旋转支架7上安装相应数量的旋转气缸8和自转装置9，通过旋转气缸8能带动自转装置9转动，自转装置9夹装离心框11，并能带动离心框11自转运动。因此，最终通过电机1实现整体机构的公转，通过旋转气缸8实现了自转装置9的自转。

另一方面，本发明实施例还提供了一种内螺纹涂层涂覆方法，该方法采用上述的内螺纹涂层涂覆设备，涂覆方法至少包括以下步骤S110～步骤S140：

步骤S110，将需要涂覆润滑涂层的零件15进行表面清洁处理后放入离心框11中。

步骤S120，通过升降机构14驱动所述涂料桶12上升，直到涂料桶12中润滑涂料13的液面高于离心框11内的零件15后停止上升，使润滑涂料13通过离心框11上的小孔16进入框内对零件15进行浸涂，在浸涂过程中，所述离心框11进行正、反自转运动。

步骤S130，在零件15浸涂完成后，通过升降机构14驱动所述涂料桶12下降，直到离心框11高于润滑涂料13的液面后停止下降，同时驱动自转装置9和公转转轴3转动，使所述离心框11同时进行自转和公转运动，在转动离心力作用下，零件15表面多余的润滑涂料从离心框11中甩出，特别是不断变换位置的凹槽处的涂料在离心力的作用下甩出。

步骤S140，在首次离心除去零件表面的多余涂料后，将零件15从离心框11中取出进行预固化、表面干燥后，进行二次或多次浸涂稀释后的润滑涂料，再次离心除去零件表面多余的涂料，最后再对表面浸涂有润滑涂料的零件进行预固化，经检验合格后进行固化，最终完成零件表面的涂层制备。

具体实施例中，当零件15为φ6mm的六角螺母时，螺母首先按要求进行喷砂、超声波清洗等前处理后，然后将处理完成后的螺母放入离心筐11内，离心筐11上的小孔16能使润滑涂料13可以进入涂料桶12内，也能在离心力作用下甩出涂料桶12。升降机构14驱动涂料桶12上升，使涂料桶12中的润滑涂料13的液面高于离心筐11内的螺母，从而对螺母进行浸涂；在浸涂过程中，离心筐11一般以1～20rpm的转速正、反转运动10～40秒，具体在本实施例中离心筐11以一定转速5rpm正反自转20秒，使得螺母特别是凹槽内的空气逸出，使螺母的所有表面都浸涂上润滑涂料13。然后将涂料桶12下降，使离心筐11高出液面约5～20cm，然后将零件表面的涂料甩出。离心甩干时，离心筐11有两个运动，一个是公转，一个是自转。电机1为公转提供动力，旋转气缸8为自转提供动力；离心筐11自转，带动实现了翻转，使得螺母的各个表面都可以在公转离心力的作用下，把多余的涂料13甩出。一般设定公转转速为100～400rpm，自转转速为5～20rpm，转动离心过程持续30～300秒，本实施例中，公转转速约为300rpm，自转转速约为5rpm。离心过程约持续30秒后，将螺母从离心筐11内倒出，进行预固化，表面干燥后，进行第二次相同过程的离心，区别在于第二次离心时，涂料桶12的粘度进行了5％～20％的稀释。将螺母从离心筐11内倒出，进行预固化和固化，完成螺母的涂层制备。由此得到内槽、内表面涂层均匀的螺母。

根据对螺母外表面的要求，还可以进行第三次和第四次重复上述过程，以增加零件内表面特层厚度，最后再进行外表面修饰喷涂，使外表面达到理想效果。

在另一种实施例中，针对零件规格为φ5mm的单耳托盘螺母，其涂层涂覆的具体操作方法可参见上述实施例，相同之处不再赘述，不同的是，在涂覆工艺过程中可根据不同的零件调整自转和公转的转速以及时间，此外离心框11与涂料液面之间的相对距离也可以根据实际情况进行相应调整。比如，针对本实施例中零件规格为φ5mm的单耳托盘螺母，在浸涂过程中，可以设定离心框11以20rpm的转速正反自转20秒，使得螺母，特别是凹槽内的空气逸出，使螺母的所有表面都浸涂上涂料。然后涂料桶12下降，使离心筐11高出液面约5～20cm，然后将零件表面的涂料甩出。离心甩干时，公转转速约为400rpm，自转转速约为20rpm，该离心过程约持续300秒后。离心甩干后将螺母从离心筐11内倒出，进行预固化，表面干燥后，进行第二次相同过程的离心，区别在于第二次离心时，涂料桶12的粘度进行了20％的稀释。最后根据螺母内腔涂层厚度的要求，可进行第3次涂覆，以增加内表面涂层厚度。由于托板螺母的外表面要求较低，不进行外表面修饰喷涂。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于方法的实施例而言，相关之处可参见设备实施例的部分说明。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种内螺纹涂层涂覆设备，其特征在于，用于对具有内螺纹的零件进行涂层涂覆，所述涂覆设备包括：

离心框，用于装需要涂覆润滑涂层的零件，所述离心框上开有孔径小于零件尺寸的多个小孔，其中，一个或一个以上的多个离心框均分别通过相应的自转装置安装在旋转支架上，每个所述离心框均能随相应的所述自转装置独立自转，所述旋转支架通过公转转轴安装在机架上，用于带动全部的离心框随其绕所述公转转轴进行公转；

涂料桶，设置在所述离心框的下方，用于装润滑涂料，所述涂料桶的底部安装有升降机构，用于驱动所述涂料桶升降运动，使所述涂料桶中的润滑涂料能通过所述离心框上的小孔进入框内浸涂零件。

2.根据权利要求1所述的内螺纹涂层涂覆设备，其特征在于，每个所述自转装置均连接有相应的旋转气缸，所述旋转气缸通过气管输送自转气源，每个所述旋转气缸均分别用于驱动所述自转装置旋转，以带动相应的所述离心框自转。

3.根据权利要求2所述的内螺纹涂层涂覆设备，其特征在于，所述离心框为三个，所述自转气源的分接头出气口的数量与所述离心框、所述气管的数量相同，每个离心框对应的所述气管连通相应的分接头出气口和旋转气缸进气口。

4.根据权利要求3所述的内螺纹涂层涂覆设备，其特征在于，所述自转气源的分接头出气口均设在所述公转转轴外周。

5.根据权利要求1所述的内螺纹涂层涂覆设备，其特征在于，所述公转转轴由电机驱动，所述公转转轴通过轴承与所述旋转支架连接，用于带动所述旋转支架随所述公转转轴转动。

6.根据权利要求5所述的内螺纹涂层涂覆设备，其特征在于，所述机架为悬臂梁结构或龙门结构，所述公转转轴轴向贯穿在所述机架的横梁上，所述电机安装在横梁上侧的公转转轴一端，所述轴承安装在横梁下侧的公转转轴另一端，与所述旋转支架连接。

7.一种内螺纹涂层涂覆方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的内螺纹涂层涂覆设备，所述方法包括：

将需要涂覆润滑涂层的零件进行表面清洁处理后放入离心框中；

通过升降机构驱动所述涂料桶上升，直到涂料桶中润滑涂料的液面高于离心框内的零件后停止上升，使润滑涂料通过离心框上的小孔进入框内对零件进行浸涂，在浸涂过程中，所述离心框进行正、反自转运动；

在零件浸涂完成后，通过升降机构驱动所述涂料桶下降，直到离心框高于润滑涂料的液面后停止下降，同时驱动自转装置和公转转轴转动，使所述离心框同时进行自转和公转运动，在转动离心力作用下，零件表面多余的润滑涂料从离心框中甩出；

在首次离心除去零件表面的多余涂料后，将零件从离心框中取出进行预固化、表面干燥后，进行二次或多次浸涂稀释后的润滑涂料，再次离心除去零件表面多余的涂料，最后再对表面浸涂有润滑涂料的零件进行预固化，经检验合格后进行固化，最终完成零件表面的涂层制备。

8.根据权利要求7所述的内螺纹涂层涂覆方法，其特征在于，零件在离心框内的浸涂过程时，所述离心框以1～20rpm的转速正、反转运动10～40秒。

9.根据权利要求7所述的内螺纹涂层涂覆方法，其特征在于，在零件浸涂完成后，离心筐高出液面约5～20cm后，将零件表面的涂料甩出。

10.根据权利要求7或9所述的内螺纹涂层涂覆方法，其特征在于，驱动自转装置和公转转轴转动时，所述离心框的公转转速为100～400rpm，自转转速为5～20rpm，转动离心过程持续30～300秒。