CN110423973A - 一种杆件热喷涂变形控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工装夹具技术领域，特别涉及一种杆件热喷涂变形控制装置，包括：转床、第一驱动装置、第一卡盘、第二驱动装置、第二卡盘、自定心中心架及传动件。第一驱动装置固定在转床的一端，第一驱动装置与第一卡盘连接；第二驱动装置固定在转床的另一端，第二驱动装置与第二卡盘连接；杆件的一端卡接在第一卡盘内，杆件的另一端卡接在第二卡盘内；自定心中心架通过传动件连接在转床上。本发明还提供了一种杆件热喷涂变形控制方法，包括：控制喷枪对杆件从一端向另一端对杆件进行喷涂；控制自定心中心架跟随喷枪同步运动，直至完成喷涂。本发明提供的杆件热喷涂变形控制装置及方法，可吸收轴向热变形量，限制杆件径向热变形。

Description

一种杆件热喷涂变形控制装置及方法

技术领域

本发明涉及工装夹具技术领域，特别涉及一种杆件热喷涂变形控制装置及方法。

背景技术

圆柱类或其他具备类似特征的工件在进行热喷涂表面处理时，最常采用的加工方式是将工件夹持在卧式机床上旋转，然后喷枪11在一侧对工件进行喷涂加工。其中，工件夹持在机床上常采用两端夹持的方法。其中，一端的夹持工装与驱动装置相连，带动工件转动；另一端的夹持工装为从动装置，跟随工件转动。热喷涂表面处理会对被加工工件带来几百甚至几千摄氏度的温升，具体数值根据工件大小、加工方式及工艺参数确定。细长杆工件由于其直径小、工件长的特点，在热喷涂加工过程中极易产生热形变，对于精度要求不高的工件来说，影响不大，但对于精度要求高的工件来说，则会造成工件报废或大量的后续加工工作。目前尚无特别有效的解决办法。

发明内容

本发明实施例通过提供一种杆件热喷涂变形控制装置及方法，解决了现有技术中杆件在热喷涂加工过程中极易产生热形变的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种杆件热喷涂变形控制装置，包括：转床、第一驱动装置、第一卡盘、第二驱动装置、第二卡盘、自定心中心架及传动件；

所述第一驱动装置固定在所述转床的一端，所述第一驱动装置与所述第一卡盘连接，驱动所述第一卡盘转动；所述第二驱动装置固定在所述转床的另一端，所述第二驱动装置与所述第二卡盘连接，用于拉紧所述第二卡盘；

所述杆件的一端卡接在所述第一卡盘内，所述杆件的另一端卡接在所述第二卡盘内；所述自定心中心架通过所述传动件连接在所述转床上，所述自定心中心架用于握紧所述杆件长度方向的不同位置。

进一步的，所述转床包括：床身及底座；

所述底座固定在所述床身的下端；所述第一驱动装置固定在所述底座内。

进一步的，所述自定心中心架为两个。

进一步的，所述传动件包括：电机、第一丝杆及第二丝杆；

所述第一丝杆及所述第二丝杆并列设置在所述转床的两侧；所述第一丝杆通过螺纹副与自定心中心架的一侧连接；所述第二丝杆通过螺纹副与自定心中心架的另一侧连接；

所述电机与所述丝杆或所述第二丝杆连接。

进一步的，所述第一驱动装置包括：伺服电机及减速器；

所述伺服电机及所述减速器固定在所述转床上，所述伺服电机通过所述减速器与所述第一卡盘连接。

进一步的，所述第二驱动装置包括：气缸、调压阀及压力表；

气源通过调压阀与所述气缸连接，所述压力表连接在所述气缸与调压阀之间的管路上；

所述气缸的输出轴与所述第二卡盘连接，沿所述杆件长度方向上向外拉紧所述第二卡盘。

进一步的，所述第二卡盘及所述第二卡盘为莫式三抓卡盘。

本发明还提供了一种杆件热喷涂变形控制方法，包括：

将杆件装配在杆件热喷涂变形控制装置中；

将所述自定心中心架设置在杆件的一端，并设置为松开状态；

控制喷枪对准杆件上所述自定心中心架所在的一端，从一端向另一端对杆件进行喷涂；

当所述自定心中心架在杆件上对应的区域被喷涂后，控制自定心中心架握紧杆件，并控制所述自定心中心架跟随所述喷枪同步运动；

当所述自定心中心架到达杆件的另一端后松开，直至完成喷涂。

进一步的，还包括：

将所述自定心中心架设置为两个，控制靠近杆件末端的所述自定心中心架握紧；当靠近杆件末端的所述自定心中心架运动至杆件的最末端时松开。

本发明实施例提供的杆件热喷涂变形控制装置及方法，至少具备以下有益效果：

本发明实施例提供的杆件热喷涂变形控制装置及方法，杆件加工时纵向放置在转床上，杆件的两端分别采用第一卡盘和第二卡盘夹紧。其中，第一卡盘为驱动卡盘，带动杆件转动；第二卡盘为从动卡盘，杆件在旋转的过程中带动第二卡盘旋转；第二卡盘连接可伸缩的第二驱动装置，第二驱动装置在工作时可向上拉紧卡盘，以吸收工件热喷涂时的轴向热变形量。同时，本发明实施例提供的杆件热喷涂变形控制装置，在第一卡盘和第二卡盘之间安装有自定心中心架，自定心中心架可跟随喷枪同步运动，通过自定心中心架对杆件上喷涂区域附近的位置施加握紧力，以限制杆件因局部受热而产生的径向热变形；解决了现有技术中杆件在热喷涂加工过程中极易产生热形变的技术问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的杆件热喷涂变形控制装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的喷枪工作位置示意图；

图3为本发明实施例提供的第二驱动机构机构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-气缸，2-第二卡盘，3-自定心中心架，31-上自定心中心架，32-下自定心中心架，4-杆件，5-床身，6-第一丝杆，8-第一卡盘，9-第二丝杆，10-底座，11-喷枪，12-压力表，13-调压阀。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种杆件热喷涂变形控制装置及方法，解决了现有技术中杆件在热喷涂加工过程中极易产生热形变的技术问题。本发明实施例提供的杆件热喷涂变形控制装置及方法，在总体上通过以下方式解决技术问题：提供了一种杆件热喷涂变形控制装置及方法，该装置包括：转床、第一驱动装置、第一卡盘、第二驱动装置、第二卡盘、自定心中心架及传动件；杆件的两端分别采用第一卡盘和第二卡盘夹紧；第一卡盘带动杆件转动，杆件带动第二卡盘转动。第二卡盘上连接有第二驱动装置，第二驱动装置在工作时向上拉紧卡盘，从而吸收工件热喷涂时的轴向热变形量。同时在第一卡盘和第二卡盘之间安装有自定心中心架，自定心中心架跟随喷枪同步运动，通过自定心中心架对喷涂区域附近施加的握紧力，从而限制杆件因局部受热而产生的径向热变形。

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、完整的描述，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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

参见图1及图3，本实施例提供了一种杆件热喷涂变形控制装置，包括：转床【图中未示出】、第一驱动装置【图中未示出】、第一卡盘8、第二驱动装置、第二卡盘2、自定心中心架3及传动件【图中未示出】。

其中，转床采用的是立式结构，为整个杆件热喷涂变形控制装置的安装的平台，转床包括床身5及底座10，其中，床身5设置为立式的矩形板状结构，底座10固定在床身5的下端，底座10用于支撑床身5。

第一驱动装置固定在底座10内，第一驱动装置与第一卡盘8连接，第一驱动装置用于驱动第一卡盘8转动。第二驱动装置固定在转床的上端，第二驱动装置与第二卡盘2连接，第二驱动装置用于在杆件4长度方向上向外拉紧第二卡盘2。第一卡盘8与第二卡盘2上下正对设置。在进行喷涂作业时，杆件4的一端卡接在第一卡盘8内，杆件4的另一端卡接在第二卡盘2内；第一卡盘8驱动杆件4转动，第二卡盘2跟随杆件4转动。本发明实施例中，第二卡盘2及第二卡盘2均采用莫式三爪卡盘，莫式三爪卡盘具有抓取稳定可靠的优点。

自定心中心架3为车床加工领域的辅助部件，自定心中心架3通过传动件连接在转床上，传动件用于带动自定心中心架3在杆件4的长度方向上运动。自定心中心架3用于握紧杆件4的不同位置。本发明实施例中，自定心中心架3为两个，分别为上自定心中心架31和下自定心中心架32。

具体的，参见图1，传动件包括：电机、第一丝杆6及第二丝杆9。第一丝杆6及第二丝杆9并列平行设置在床身5的两侧。第一丝杆6通过螺纹副与自定心中心架3的一侧连接；第二丝杆9通过螺纹副与自定心中心架3的另一侧连接。电机与第一丝杆6或第二丝杆9连接，或者在第一丝杆6和第二丝杆9上分别连接一个电机，并且保持两个电机同步运转。电机驱动第一丝杆6及第二丝杆9转动，第一丝杆6及第二丝杆9的作用是通过螺纹副将旋转运动转换为直线运动，第一丝杆6及第二丝杆9驱动自定心中心架3在杆件4的长度方向上做直线运动。

进一步，参见图1，第一驱动装置包括：伺服电机及减速器。伺服电机及减速器固定在转床上，伺服电机通过减速器与第一卡盘8连接。伺服电机的输出轴驱动减速器转动，减速器匹配转速后驱动第一卡盘8转动。

进一步，参见图1及图3，第二驱动装置包括：气缸1、调压阀13及压力表12。气源通过调压阀13与气缸1连接，压力表12连接在气缸1与调压阀13之间的管路上。气缸1的输出轴与第二卡盘2连接，气缸1的输出轴用于沿杆件4长度方向上向外拉紧第二卡盘2。通过调压阀13控制气缸1入口压力，并通过压力表12读数，可精确控制气缸1向上拉紧力度，以适应不同工件的加工需求。

此外，本实施例提供了一种杆件热喷涂变形控制方法，包括：

步骤S10、将杆件4装配在杆件4热喷涂变形控制装置中。

具体的，将杆件4的一端卡装于杆件4热喷涂变形控制装置的第一卡盘8，将杆件4的另一端卡接于杆件4热喷涂变形控制装置的第二卡盘2。此时，杆件4为一端在上、另一端在下的竖直状态。

步骤S20、将自定心中心架3设置在杆件4的一端，并设置为松开状态。

例如，将自定心中心架3设置在杆件4的上端，设置自定心中心架3为松开状态，使喷枪11能够对杆件4的上端正常喷涂。自定心中心架3的位置通过调节电机的正转或反转实现，电机可连接PLC实现自动化控制。

步骤S30、控制喷枪11对准杆件4上自定心中心架313所在的一端，从一端向另一端对杆件4进行喷涂。

例如，控制喷枪11对准杆件4的上端，从杆件4的上端向下端对杆件4进行喷涂。喷枪11设置的杆件4热喷涂变形控制的一侧，且喷枪11设置有相应的运动机构，使喷枪11在杆件4的长度方向上运动。

步骤S40、当自定心中心架3在杆件4上对应的区域被喷涂后，控制自定心中心架3握紧杆件4，并控制自定心中心架3跟随喷枪11同步运动。

其中，自定心中心架3对杆件4施加的握紧力小于自定性中心架与杆件4表面之间的摩擦力，满足自定心中心架3沿杆件4向下滑动。

步骤S50、当自定心中心架3到达杆件4的另一端后松开，直至完成喷涂。

进一步，参见图1及图3，还包括步骤S60、自定心中心架3设置为两个；控制靠近杆件4末端的自定心中心架3握紧；当靠近杆件4末端的自定心中心架3运动至杆件4的最末端时松开。

具体的，当自定心中心架3设置为两个时，其喷涂过程为：参见图1及图2，如在杆件的A和B两点之间进行喷涂，A点和B点可以是杆件4的两端或其他位置，A点在上B点在下，则上自定心中心架31的行程为从A点上方某个不与喷涂发生干涉的位置到B点，下自定心中心架32的行程从A点到B点下方某个不与喷涂发生干涉的位置。喷涂时，喷枪11位于上自定心中心架31和下自定心中心架32之间。如喷枪11从A点开始向B点进行喷涂，C点和D点是两个A点和B点之间的两个位置。其中A和C的距离与D和B的距离相同。开始喷涂时，上自定心中心架31位于A点上方为松弛状态，下自定心中心架32位于C点，为夹紧状态。喷枪11开始从A向B进行移动喷涂，上自定心中心架31与下自定心中心架32同步向下移动，速度与喷枪11相同其中上自定心中心架31到达A点时停止移动，并夹紧杆件4，当喷枪11到达A点和C点中间时，上自定心中心架31开始跟随喷枪11向下匀速移动，直至上自定心中心架31到达D点时停止移动。下自定心中心架32移动至B点后松开杆件4，并继续移动至B点下方位置停止移动。喷枪11移动喷涂到B点结束本次从A点到B点的喷涂行程。当由B点到A点进行由下至上喷涂时过程与之前由A点到B点相反。其中C点与D点的具体位置由杆件长度和A点与B点的具体距离判定。

中心架3之间，通过设置两个握紧点，可有效防止杆件4的径向热变形。

本发明实施例提供的杆件热喷涂变形控制装置及方法，至少具备以下有益效果：

本发明实施例提供的杆件热喷涂变形控制装置及方法，杆件加工时纵向放置在转床上，杆件的两端分别采用第一卡盘和第二卡盘夹紧。其中，第一卡盘为驱动卡盘，带动杆件转动；第二卡盘为从动卡盘，杆件在旋转的过程中带动第二卡盘旋转；第二份卡盘连接可伸缩的第二驱动装置，第二驱动装置在工作时可向上拉紧卡盘，以吸收工件热喷涂时的轴向热变形量。同时，本发明实施例提供的杆件热喷涂变形控制装置，在第一卡盘和第二卡盘之间安装有自定心中心架，自定心中心架可跟随喷枪同步运动，通过自定心中心架对杆件上喷涂区域附近的位置施加握紧力，以限制杆件因局部受热而产生的径向热变形；解决了现有技术中杆件在热喷涂加工过程中极易产生热形变的技术问题。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种杆件热喷涂变形控制装置，其特征在于，包括：转床、第一驱动装置、第一卡盘、第二驱动装置、第二卡盘、自定心中心架及传动件；

所述第一驱动装置固定在所述转床的一端，所述第一驱动装置与所述第一卡盘连接，驱动所述第一卡盘转动；所述第二驱动装置固定在所述转床的另一端，所述第二驱动装置与所述第二卡盘连接，用于拉紧所述第二卡盘；

所述杆件的一端卡接在所述第一卡盘内，所述杆件的另一端卡接在所述第二卡盘内；所述自定心中心架通过所述传动件连接在所述转床上，所述自定心中心架用于握紧所述杆件长度方向的不同位置。

2.根据权利要求1所述的杆件热喷涂变形控制装置，其特征在于，所述转床包括：床身及底座；

所述底座固定在所述床身的下端；所述第一驱动装置固定在所述底座内。

3.根据权利要求1所述的杆件热喷涂变形控制装置，其特征在于，所述自定心中心架为两个。

4.根据权利要求1所述的杆件热喷涂变形控制装置，其特征在于，所述传动件包括：电机、第一丝杆及第二丝杆；

所述第一丝杆及所述第二丝杆并列设置在所述转床的两侧；所述第一丝杆通过螺纹副与自定心中心架的一侧连接；所述第二丝杆通过螺纹副与自定心中心架的另一侧连接；

所述电机与所述丝杆或所述第二丝杆连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的杆件热喷涂变形控制装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括：伺服电机及减速器；

所述伺服电机及所述减速器固定在所述转床上，所述伺服电机通过所述减速器与所述第一卡盘连接。

6.根据权利要求1-4任一项所述的杆件热喷涂变形控制装置，其特征在于，所述第二驱动装置包括：气缸、调压阀及压力表；

气源通过调压阀与所述气缸连接，所述压力表连接在所述气缸与调压阀之间的管路上；

所述气缸的输出轴与所述第二卡盘连接，沿所述杆件长度方向上向外拉紧所述第二卡盘。

7.根据权利要求1-4任一项所述的杆件热喷涂变形控制装置，其特征在于，所述第二卡盘及所述第二卡盘为莫式三抓卡盘。

8.一种杆件热喷涂变形控制方法，其特征在于，包括：

将杆件装配在杆件热喷涂变形控制装置中；

将所述自定心中心架设置在杆件的一端，并设置为松开状态；

控制喷枪对准杆件上所述自定心中心架所在的一端，从一端向另一端对杆件进行喷涂；

当所述自定心中心架在杆件上对应的区域被喷涂后，控制自定心中心架握紧杆件，并控制所述自定心中心架跟随所述喷枪同步运动；

当所述自定心中心架到达杆件的另一端后松开，直至完成喷涂。

9.根据权利要求8所述的杆件热喷涂变形控制方法，其特征在于，还包括：

将所述自定心中心架设置为两个；控制靠近杆件末端的所述自定心中心架握紧；当靠近杆件末端的所述自定心中心架运动至杆件的最末端时松开。