CN110614590A - 一种喷丸机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属表面处理设备技术领域，具体涉及一种喷丸机，包括喷丸机构、导向机构和回收机构，本发明通过气缸带动喷丸机构对管件内壁进行喷丸处理。本发明的喷丸机通过离心力对金属丸进行喷射，相比于传统的气压喷丸机，占用管件的径向空间很小，故能够对小尺寸的管道内壁进行定向喷丸处理；喷丸过程中金属丸与工件表面进行多次碰撞，充分利用了金属丸的动能，实现了能量的高效利用；本发明的喷丸机对碰撞后的金属丸表面进行扫刷，除去了金属丸表面残留的氧化皮和污垢，避免了金属丸将残留的氧化皮和污垢带回管道内壁的情况发生。
Description
技术领域
本发明属于金属表面处理设备技术领域，具体涉及一种喷丸机。
背景技术
喷丸机是利用高速运动的弹丸流对金属表面进行冲击，一方面使金属表面产生塑性循环应变层，由此导致该层的显微组织发生有利的变化并使表层引入残余压应力场，表层的显微组织和残余压应力场是提高金属零件的疲劳断裂和应力腐蚀断裂抗力的两个强化因素，其结果使零件的可靠性和耐久性获得提高。另一方面，高速运动的弹丸流对金属表面进行冲击过程中会带走金属表面的氧化皮和污垢，对金属表面起到清洁作用。申请号为CN201620835810.3的中国实用新型专利提供了一种多功能喷丸机，包括喷枪系统、手动工位、自动工位、台车进出系统和第一驱动系统，喷枪系统用于对手动工位或自动工位处的工件进行喷丸处理，手动工位处的工件手动放置在该手动工位处的喷丸室中，第一驱动系统与所述台车进出系统连接，用于驱动所述台车进出系统将工件运至所述自动工位处的喷丸室中或从自动工位处的喷丸室中运出。
在对小尺寸管道内壁进行喷砂处理时，因为管道狭小，上述喷丸机以及现有技术中的其他喷丸机无法在管道内改变方向，也就无法实现对管道内壁进行定向喷丸处理。此外，现有技术中的喷丸机将金属丸喷出后，金属丸与工件表面只进行一次碰撞就被回收，浪费了大量的动能，无法实现能量的高效利用，且金属丸与工件表面碰撞后，工件表面的氧化皮和污垢会残留在金属丸表面，金属丸被回收再次喷向工件表面时，会将氧化皮和污垢带回工件表面。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供了一种喷丸机吗，目的在于解决现有技术中存在的以下问题：(1)无法实现对小尺寸的管道内壁进行定向喷丸处理；(2)金属丸与工件表面只进行一次碰撞就被回收，浪费了大量的动能，无法实现能量的高效利用；(3)金属丸被回收再次喷向工件表面时，会将残留的氧化皮和污垢带回工件表面。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种喷丸机，包括底座，底座上表面固定安装有环形支撑座，环形支撑座上表面固定安装有中部开口的环形卡槽，管件竖直安装在环形卡槽内。底座上表面竖直安装有两个气缸，气缸活塞杆的顶部固定连接两个Z字型连接架的一端，Z字型连接架的另一端固定连接电机架。电机架包括环形架，环形架中部开设有圆形开口，环形架的开口部分固定连接有电机座，第一电机竖直安装在电机座内，电机座的底面开设有供第一电机输出轴通过的第一通孔，第一电机的输出轴固定连接喷丸机构。环形架开设有四个供送料头通过的第二通孔。送料头的顶部连通储料腔，储料腔的顶部连通送料管。金属丸通过送料管和储料腔进入送料头中。通过气缸活塞杆的伸缩，带动Z字型连接架沿着管件轴向运动，进一步带动电机架以及喷丸机构沿着管件轴向运动。
喷丸机构包括与第一电机输出轴固定连接的轴套，轴套的底部固定连接圆柱状的喷料腔，喷料腔的外侧壁固定连接水平的喷料头，喷料头连通喷料腔的内部腔体。喷料腔的顶部固定连接环形的输料通道，输料通道由第一圆筒和第二圆筒组成，第一圆筒和第二圆筒与喷料腔同轴，输料通道连通喷料腔的内部腔体。送料头卡接在第一圆筒和第二圆筒之间并与第一圆筒和第二圆筒滑动配合。送料头中的金属丸通过输料通道进入喷料腔内。通过第一电机带动喷料腔高速旋转，喷料腔内的金属丸收到离心力作用进入到喷料头内，并从喷料头中喷出碰撞到管件内侧壁上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述喷丸机包括导向机构，导向机构包括导向筒，导向筒的侧面沿其轴向开设有条形开口，导向筒的内侧壁与喷料头的端部配合，导向筒的顶面固定连接有与管件顶面配合的圆盘，圆盘的边缘处固定连接与管件外侧壁配合的限位环，限位环外侧壁固定连接旋转把手。导向筒的外侧面与管件的内侧面之间的距离恒定且大于抛丸直径的两倍。通过转动导向筒调节条形开口的方向，条形开口与喷料头连通时，金属丸能够从喷料头中喷出；导向筒封闭喷料头连通时，金属丸不能从喷料头中喷出，从而实现了定向喷丸的功能。喷料头与导向筒占用的径向空间很小，故相比于传统的气压喷丸机，能够对尺寸很小的管件内壁进行定向喷丸。金属丸与管件内侧壁进行一次碰撞后弹至导向筒的外侧壁，再弹回管件内侧壁进行二次碰撞，依次重复进行多次碰撞，直至动能消耗完毕后自然下落。
作为本发明的一种优选技术方案，所述喷丸机包括回收机构，回收机构包括竖直固定安装在底座上的第二电机，第二电机的输出轴固定连接倒置伞面形状的收集腔，收集腔的顶部开口且与环形卡槽的内侧壁配合。收集腔内表面开设有螺旋通道，螺旋通道的表面覆盖有毛刷，收集腔的侧壁上开设有连通最上层螺旋通道的出料口，收集腔的外侧设置位于出料口的下方设置有回料口。碰撞结束的金属丸从导向筒和管件内壁之间下落至收集腔内，通过第二电机带动收集腔高速旋转，收集腔内的金属丸受离心力作用紧贴着螺旋通道自下而上滚动，金属丸滚动过程中，覆盖在螺旋通道表面的毛刷对金属丸表面的氧化皮和污垢进行充分清扫。金属丸滚动到最上层螺旋通道后经出料口下落至回料口内。
作为本发明的一种优选技术方案，所述收集腔的顶部铰接有与环形卡槽的内侧壁滚动配合的滚珠，收集腔转动过程中，滚珠和环形卡槽的内侧壁之间产生滚动摩擦，减少了收集腔顶部与环形卡槽内侧壁之间的摩擦力，提高了收集腔的使用寿命和第二电机运行时的稳定性。
作为本发明的一种优选技术方案，所述回料口入口处的内侧壁上固定连接有毛刷环，毛刷环对进入回料口的金属丸表面进行二次清扫，确保回收后的金属丸表面无氧化皮和污垢。
作为本发明的一种优选技术方案，所述两个Z字型连接架之间固定连接有水平的支撑杆，支撑杆减少了Z字型连接架的振动，从而减少了电机架的振动，提高了第一电机运转时的稳定性以及送料头输送金属丸过程中的稳定性。
作为本发明的一种优选技术方案，所述Z字型连接架上铰接有扇形限位板，扇形限位板的上表面固定连接弹簧的底端，弹簧的顶端固定连接在Z字型连接架上，弹簧的弹力作用使得扇形限位板的下表面抵触在储料腔的顶部，从而避免了送料头与第一圆筒和第二圆筒之间产生竖直方向的跳动，进一步避免了金属丸泄露。
(三)有益效果
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提供的喷丸机通过离心力对金属丸进行喷射，相比于传统的气压喷丸机，占用管件的径向空间很小，故能够对小尺寸的管道内壁进行定向喷丸处理；喷丸过程中金属丸与工件表面进行多次碰撞，充分利用了金属丸的动能，实现了能量的高效利用；本发明的喷丸机对碰撞后的金属丸表面进行扫刷，除去了金属丸表面残留的氧化皮和污垢，避免了金属丸将残留的氧化皮和污垢带回管道内壁的情况发生。
(2)本发明提供喷丸机通过转动导向筒调节导向筒上条形开口的方向，进一步调整喷丸的方向，实现对小尺寸的管道内壁进行定向喷丸处理。金属丸与工件表面一次碰撞后弹至导向筒的外侧壁，再弹回工件表面进行二次碰撞，依次重复进行多次碰撞，直至动能消耗完毕。
(3)本发明喷丸机的回收机构通过离心力使得金属丸紧贴着收集腔内壁自下而上沿螺旋通道滚动，螺旋通道表面覆盖的毛刷能对金属丸表面残留的氧化皮和污垢进行充分清扫，确保回收后的金属丸表面无氧化皮和污垢。
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为本发明一个实施例中喷丸机内部结构示意图；
图2为本发明一个实施例中A处的放大示意图；
图3为本发明一个实施例中导向机构的立体结构示意图；
图4为本发明一个实施例中喷丸机构的立体结构示意图；
图5为本发明一个实施例中电机架的立体结构示意图；
图6为本发明一个实施例中毛刷环的结构示意图。
图中：1-底座、2-环形支撑座、3-环形卡槽、4-气缸、401-活塞杆、5-Z字型连接架、6-电机架、601-环形架、602-电机座、603-第一通孔、604-第二通孔、7-第一电机、8-喷丸机构、801-轴套、802-喷料腔、803-喷料头、804-输料通道、805-第一圆筒、806-第二圆筒、9-送料头、10-储料腔、11-送料管、12-导向机构、1201-导向筒、1202-条形开口、1203-圆盘、1204-限位环、1205-旋转把手、13-回收机构、1301-第二电机、1302-收集腔、1303-螺旋通道、1304-出料口、1305-回料口、14-滚珠、15-毛刷环、16-支撑杆、17-扇形限位板、18-弹簧。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图6所示，本实施例提供了一种喷丸机，包括底座1，底座1上表面固定安装有环形支撑座2，环形支撑座2上表面固定安装有中部开口的环形卡槽3，管件竖直安装在环形卡槽3内。底座1上表面竖直安装有两个气缸4，气缸4活塞杆401的顶部固定连接两个Z字型连接架5的一端，Z字型连接架5的另一端固定连接电机架6。电机架6包括环形架601，环形架601中部开设有圆形开口，环形架601的开口部分固定连接有电机座602，第一电机7竖直安装在电机座602内，电机座602的底面开设有供第一电机7输出轴通过的第一通孔603，第一电机7的输出轴固定连接喷丸机构8。环形架601开设有四个供送料头9通过的第二通孔604。送料头9的顶部连通储料腔10，储料腔10的顶部连通送料管11。
喷丸机构8包括与第一电机7输出轴固定连接的轴套801，轴套801的底部固定连接圆柱状的喷料腔802，喷料腔802的外侧壁固定连接多个水平的喷料头803，相邻的喷料头803之间的夹角为20°，喷料头803连通喷料腔802的内部腔体。喷料腔802的顶部固定连接环形的输料通道804，输料通道804由第一圆筒805和第二圆筒806组成，第一圆筒805和第二圆筒806与喷料腔802同轴，输料通道804连通喷料腔802的内部腔体。送料头9卡接在第一圆筒805和第二圆筒806之间并与第一圆筒805和第二圆筒806滑动配合。
在本实施例中，所述喷丸机包括导向机构12，导向机构12包括导向筒1201，导向筒1201的侧面沿其轴向开设有条形开口1202，导向筒1201的内侧壁与喷料头803的端部配合，导向筒1201的顶面固定连接有与管件顶面配合的圆盘1203，圆盘1203的边缘处固定连接与管件外侧壁配合的限位环1204，限位环1204外侧壁固定连接旋转把手1205。导向筒1201的外侧面与管件的内侧面之间的距离恒定且大于抛丸直径的两倍。
在本实施例中，所述喷丸机包括回收机构13，回收机构13包括竖直固定安装在底座1上的第二电机1301，第二电机1301的输出轴固定连接倒置伞面形状的收集腔1302，收集腔1302的顶部开口且与环形卡槽3的内侧壁配合。收集腔1302内表面开设有螺旋通道1303，螺旋通道1303的表面覆盖有毛刷，收集腔1302的侧壁上开设有连通最上层螺旋通道1303的出料口1304，收集腔1302的外侧设置位于出料口1304的下方设置有回料口1305。
在本实施例中，所述收集腔1302的顶部铰接有与环形卡槽3的内侧壁滚动配合的滚珠14，收集腔1302转动过程中，滚珠14和环形卡槽3的内侧壁之间产生滚动摩擦，减少了收集腔1302顶部与环形卡槽3内侧壁之间的摩擦力，提高了收集腔1302的使用寿命和第二电机1301运行时的稳定性。
在本实施例中，所述回料口1305入口处的内侧壁上固定连接有毛刷环15，毛刷环15对进入回料口1305的金属丸表面进行二次清扫，确保回收后的金属丸表面无氧化皮和污垢。
在本实施例中，所述两个Z字型连接架5之间固定连接有水平的支撑杆16，支撑杆16减少了Z字型连接架5的振动，从而减少了电机架6的振动，提高了第一电机7运转时的稳定性以及送料头9输送金属丸过程中的稳定性。
在本实施例中，所述Z字型连接架5上铰接有扇形限位板17，扇形限位板17的上表面固定连接弹簧18的底端，弹簧18的顶端固定连接在Z字型连接架5上，弹簧18的弹力作用使得扇形限位板17的下表面抵触在储料腔10的顶部，从而避免了送料头9与第一圆筒805和第二圆筒806之间产生竖直方向的跳动，进一步避免了金属丸泄露。
本实施例的具体工作过程如下：通过送料管11将金属丸送至储料腔10和送料头9中。通过气缸4活塞杆401的伸缩，带动Z字型连接架5沿着管件轴向运动，进一步带动电机架6以及喷丸机构8沿着管件轴向运动。喷丸机构8沿着管件轴向运动过程中，送料头9中的金属丸通过输料通道804进入喷料腔802内。通过第一电机7带动喷料腔802高速旋转，喷料腔802内的金属丸收到离心力作用进入到喷料头803内，并从喷料头803中喷出碰撞到管件内侧壁上。金属丸从喷料头803中喷出过程中，通过旋转把手1205转动导向筒1201调节条形开口1202的方向，条形开口1202与喷料头803连通时，金属丸能够从喷料头803中喷出；导向筒1201封闭喷料头803连通时，金属丸不能从喷料头803中喷出，从而实现了定向喷丸的功能。喷料头803与导向筒1201占用的径向空间很小，故相比于传统的气压喷丸机，能够对尺寸很小的管件内壁进行定向喷丸。金属丸与管件内侧壁进行一次碰撞后弹至导向筒的外侧壁，再弹回管件内侧壁进行二次碰撞，依次重复进行多次碰撞，直至动能消耗完毕后自然下落至收集腔1302内，通过第二电机1301带动收集腔1302高速旋转，收集腔1302内的金属丸受离心力作用紧贴着螺旋通道1303自下而上滚动，金属丸滚动过程中，覆盖在螺旋通道1303表面的毛刷对金属丸表面的氧化皮和污垢进行充分清扫。金属丸滚动到最上层螺旋通道1303后经出料口1304下落至回料口1305内。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种喷丸机，其特征在于：所述喷丸机包括底座(1)，底座(1)上表面固定安装有环形支撑座(2)，环形支撑座(2)上表面固定安装有中部开口的环形卡槽(3)，管件竖直安装在环形卡槽(3)内；底座(1)上表面竖直安装有两个气缸(4)，气缸(4)活塞杆(401)的顶部固定连接两个Z字型连接架(5)的一端，Z字型连接架(5)的另一端固定连接电机架(6)；电机架(6)包括环形架(601)，环形架(601)中部开设有圆形开口，环形架(601)的开口部分固定连接有电机座(602)，第一电机(7)竖直安装在电机座(602)内，电机座(602)的底面开设有供第一电机(7)输出轴通过的第一通孔(603)，第一电机(7)的输出轴固定连接喷丸机构(8)；环形架(601)开设有四个供送料头(9)通过的第二通孔(604)；送料头(9)的顶部连通储料腔(10)，储料腔(10)的顶部连通送料管(11)；
喷丸机构(8)包括与第一电机(7)输出轴固定连接的轴套(801)，轴套(801)的底部固定连接圆柱状的喷料腔(802)，喷料腔(802)的外侧壁固定连接水平的喷料头(803)，喷料头(803)连通喷料腔(802)的内部腔体；喷料腔(802)的顶部固定连接环形的输料通道(804)，输料通道(804)由第一圆筒(805)和第二圆筒(806)组成，第一圆筒(805)和第二圆筒(806)与喷料腔(802)同轴，输料通道(804)连通喷料腔(802)的内部腔体；送料头(9)卡接在第一圆筒(805)和第二圆筒(806)之间并与第一圆筒(805)和第二圆筒(806)滑动配合。
2.根据权利要求1所述一种喷丸机，其特征在于：所述喷丸机包括导向机构(12)，导向机构(12)包括导向筒(1201)，导向筒(1201)的侧面沿其轴向开设有条形开口(1202)，导向筒(1201)的内侧壁与喷料头(803)的端部配合，导向筒(1201)的顶面固定连接有与管件顶面配合的圆盘(1203)，圆盘(1203)的边缘处固定连接与管件外侧壁配合的限位环(1204)，限位环(1204)外侧壁固定连接旋转把手(1205)；导向筒(1201)的外侧面与管件的内侧面之间的距离恒定且大于抛丸直径的两倍。
3.根据权利要求1所述一种喷丸机，其特征在于：所述喷丸机包括回收机构(13)，回收机构(13)包括竖直固定安装在底座(1)上的第二电机(1301)，第二电机(1301)的输出轴固定连接倒置伞面形状的收集腔(1302)，收集腔(1302)的顶部开口且与环形卡槽(3)的内侧壁配合；收集腔(1302)内表面开设有螺旋通道(1303)，螺旋通道(1303)的表面覆盖有毛刷，收集腔(1302)的侧壁上开设有连通最上层螺旋通道(1303)的出料口(1304)，收集腔(1302)的外侧设置位于出料口(1304)的下方设置有回料口(1305)。
4.根据权利要求3所述一种喷丸机，其特征在于：所述收集腔(1302)的顶部铰接有与环形卡槽(3)的内侧壁滚动配合的滚珠(14)。
5.根据权利要求3所述一种喷丸机，其特征在于：所述回料口(1305)入口处的内侧壁上固定连接有毛刷环(15)。
6.根据权利要求1所述一种喷丸机，其特征在于：所述两个Z字型连接架(5)之间固定连接有水平的支撑杆(16)。
7.根据权利要求1所述一种喷丸机，其特征在于：所述Z字型连接架(5)上铰接有扇形限位板(17)，扇形限位板(17)的上表面固定连接弹簧(18)的底端，弹簧(18)的顶端固定连接在Z字型连接架(5)上，扇形限位板(17)的下表面抵触在储料腔(10)的顶部。
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