CN110802523A - 一种金属表面喷丸硬化方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于喷丸硬化技术领域，具体的说是一种金属表面喷丸硬化方法，本方法中使用的导向装置包括导向板，所述导向板用于喷丸的导向，所述导向板为弧形的空腔结构，所述导向板顶端的表面沿其长度方向等距离间隔开有出风口，所述导向板内腔通过连管连接有空气压缩机，所述空气压缩机用于向导向板内腔中输送空气，所述导向板的侧壁上固定有四根一号板；本发明通过导向板中喷出的高速气体对喷丸的移动方向进行改变，使得喷丸垂直撞击圆槽的内壁，从而使得喷丸硬化的效果增强；同时通过拨料齿轮的设置，将圆槽内部累积的喷丸带出，避免了喷丸的累积影响到喷丸的正常进行。

Description

一种金属表面喷丸硬化方法

技术领域

本发明属于喷丸硬化技术领域，具体的说是一种金属表面喷丸硬化方法。

背景技术

喷丸处理是工厂广泛采用的一种表面强化工艺，其设备简单、成本低廉，不受工件形状和位置限制，操作方便，但工作环境较差。喷丸广泛用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀性等。还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、焊件的残余应力等。

对带孔零件的喷丸，应注意同时把孔的内壁也进行喷丸处理。直径大于20mm的浅孔，在工艺上容易实现上述要求。对于直径小于20mm的孔，采用普通的喷丸工艺，难以实现上述要求。

对带有较深圆槽的零件进行喷丸时，圆槽的内壁难以获得足够的喷丸强度和均匀的覆盖率，使得零件的机械强度和耐磨性达不到标准，据此，本发明提出了一种金属表面喷丸硬化方法。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种金属表面喷丸硬化方法，该方法中使用的导向装置，通过导向板中喷出的高速气体对喷丸的移动方向进行改变，使得喷丸垂直撞击圆槽的内壁，从而使得喷丸硬化的效果增强；同时通过拨料齿轮的设置，将圆槽内部累积的喷丸带出，避免了喷丸的累积影响到喷丸的正常进行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种金属表面喷丸硬化方法，包括以下步骤：

S1：将导向装置放入到需要喷丸的圆槽中，使得导向装置中的一号板和二号板分别顶紧槽壁，并调整好喷丸机的位置，使得喷丸机中喷出的喷丸正对导向装置；

S2：打开喷丸机，使得喷丸机喷出喷丸，同时打开导向装置上连接的空气压缩机，使得导向装置喷出导向气体，将喷丸机喷出的喷丸进行导向后垂直吹向圆槽的侧壁，对圆槽的侧壁进行喷丸处理；

S3：改变导向装置的位置，使得导向装置在圆槽内转动和深入，对圆槽的侧壁进行全方位喷丸处理，喷丸后，对圆槽内进行清理，回收残留的喷丸；

其中，S1、S2和S3中使用的导向装置包括导向板，所述导向板用于喷丸的导向，所述导向板为弧形的空腔结构，所述导向板顶端的表面沿其长度方向等距离间隔开有出风口，所述导向板内腔通过连管连接有空气压缩机，所述空气压缩机用于向导向板内腔中输送空气，所述导向板的侧壁上固定有四根一号板，所述一号板的顶端均设有矩形槽，矩形槽底部固定有复位弹簧，所述复位弹簧的顶端固定有二号板，所述一号板的底端、二号板的顶端均转动连接有滚轮，位于导向板其中一端的两个一号板上分别固定有连杆，使用时，喷丸处理是工厂广泛采用的一种表面强化工艺，其设备简单、成本低廉，不受工件形状和位置限制，操作方便，但工作环境较差；喷丸广泛用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀性，还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、焊件的残余应力；对带孔零件的喷丸，应注意同时把孔的内壁也进行喷丸处理，直径大于20mm的浅孔，在工艺上容易实现上述要求；对于直径小于20mm的孔，采用普通的喷丸工艺，难以实现上述要求；对带有较深圆槽的零件进行喷丸时，圆槽的内壁难以获得足够的喷丸强度和均匀的覆盖率，使得零件的机械强度和耐磨性达不到标准；通过导向板的设置，在喷丸机喷出高速喷丸时，喷丸在导向板的表面移动，移动的过程中，空气压缩机向导向板内注入高压气体，使得高压气体从导向板上的出风口处溢出，从而对喷丸进行导向；因喷丸很小，在高压气体的导向下容易改变移动方向；同时，出风口吹出的高速气体可分解为垂直于喷丸移动方向和平行于喷丸移动方向的风，而平行于喷丸移动方向的风对喷丸起到加速的作用；垂直于喷丸移动方向的高速气体起到改变喷丸移动方向的作用，使得喷丸的移动方向从与圆槽的内壁平行变成与圆槽的内壁垂直，从而使得喷丸对圆槽的内壁进行高速撞击，提高圆槽内壁的机械强度和耐磨性能；在撞击圆槽内壁后，喷丸随着气体从导向板的另一侧面被带出圆槽，避免了喷丸的堵塞；在不同尺寸的圆槽内工作时，二号板在复位弹簧的作用下弹出，使得一号板和二号板上的滚轮与圆槽的内部接触，从而起到定位作用，手握连杆来转动导向板即可完成导向装置位置的改变。

优选的，远离连杆的两个所述一号板之间固定有圆筒，所述圆筒表面转动连接有拨料齿轮，所述导向板底端设有两个吹风口，吹风口用于向拨料齿轮输送气体使得拨料齿轮转动，使用时，因圆槽只有一个出口，喷丸在进入圆槽后，可能存在堵塞情况，从而使得喷丸硬化失败或者效率不高；通过拨料齿轮的设置，在高压气体从吹风口处吹出并吹到拨料齿轮上后，带动拨料齿轮转动，使得拨料齿轮将圆槽中残存的喷丸带出，避免了喷丸的大量累积导致的喷丸失败，保证了导向板在圆槽中的自由移动不受限制，从而使得喷丸硬化能够持续进行。

优选的，所述导向板通过气管与圆筒内腔连通，所述圆筒侧壁设有一号矩形槽，一号矩形槽的开口方向与一号板之间夹角为45°，拨料齿轮侧壁沿其周向方向等距离设有两个以上的二号矩形槽，使得圆筒内的气体经过一号矩形槽和二号矩形槽后喷出圆筒，使用时，拨料齿轮将圆槽中累积的喷丸带出，从而避免了喷丸的堆积，但是拨料齿轮只能将喷丸从圆槽深处挖出，拨料齿轮的工作范围有限，在喷丸向外移动的过程中可能会存在动力不足而堆积的情况发生；通过一号矩形槽和二号矩形槽的设置，空气压缩机中的高压气体通过气管进入到圆筒中，在拨料齿轮转动的过程中，使得一号矩形槽与二号矩形槽间歇连通，从而使得圆筒中的气体间歇喷出，对向外移动的喷丸进行吹动，使得喷丸加速向圆槽外移动，避免了喷丸的堆积造成的不良影响，从而提高了喷丸效率。

优选的，所述拨料齿轮包括轮齿和安装部，所述轮齿远离安装部的一侧设有收纳槽，收纳槽内固定有限位弹簧，限位弹簧的自由端固定有滑块，使用时，拨料齿轮在将喷丸向外拨动的时候，拨料齿轮的轮齿头部可能与喷丸产生直接碰撞，从而导致拨料齿轮的损坏加速，使得导向装置的使用寿命降低；通过滑块的设置，在滑块撞击到喷丸的时候，滑块进入到收纳槽中，避免了轮齿与喷丸的硬性碰撞，从而保证了轮齿的使用寿命。

优选的，所述滑块为半圆结构，滑块的侧壁设有气孔，气孔延伸至圆筒内，使用时，滑块为半圆结构，在滑块移动过程中，滑块与喷丸接触时，使得喷丸被挤走，从而使得滑块与喷丸的硬性接触几率降低，保证了滑块的正常工作；滑块的侧壁设有气孔，使得圆筒内的气体从滑块的侧壁上喷出，对气孔口的喷丸进行吹动，从而清除掉滑块移动路径上的喷丸，减少了喷丸对滑块移动的干扰，从而保证了拨料齿轮的正常工作。

优选的，所述出风口与一号板之间的夹角随出风口与连杆的距离越远而越小，距连杆最远的出风口的出风方向与一号板之间的夹角为零，使用时，随着导向板的弧度变大，导向板上的出风口的出风方向也在改变；随着喷丸的移动，出风口的出风方向与喷丸的移动方向之间夹角越来越大，最终为90°，使得导向板内吹出的气体对喷丸的导向作用逐渐加强，从而使得喷丸的移动方向改变70°～90°；变向之后的喷丸移动方向与圆槽内壁之间的夹角变大，增强了喷丸对圆槽内壁的冲击效果，使得喷丸硬化的效果更好。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种金属表面喷丸硬化方法，该方法中使用的导向装置，通过导向板中喷出的高速气体对喷丸的移动方向进行改变，使得喷丸以接近垂直的状态撞击圆槽的内壁，从而使得喷丸硬化的效果增强。

2.本发明所述的一种金属表面喷丸硬化方法，该方法中使用的导向装置，通过拨料齿轮将进入圆槽中的喷丸拨出圆槽，保证了圆槽内部的有效工作空间，使得喷丸能够正常进行，避免因喷丸的互相干扰导致的喷丸效率降低情况发生。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的流程图；

图2是本发明中使用的导向装置的三维图；

图3是本发明中使用的导向装置的俯视图；

图4是图3中A-A处剖视图；

图5是图4中B处的局部放大图；

图6是本发明中使用的导向装置的工作示意图；

图中：导向板1、出风口2、一号板3、二号板4、滚轮5、连杆6、圆筒7、拨料齿轮8、吹风口9、一号矩形槽10、二号矩形槽11、轮齿12、安装部13、收纳槽14、限位弹簧15、滑块16、气孔17。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，本发明所述的一种金属表面喷丸硬化方法，包括以下步骤：

S1：将导向装置放入到需要喷丸的圆槽中，使得导向装置中的一号板和二号板分别顶紧槽壁，并调整好喷丸机的位置，使得喷丸机中喷出的喷丸正对导向装置；

S2：打开喷丸机，使得喷丸机喷出喷丸，同时打开导向装置上连接的空气压缩机，使得导向装置喷出导向气体，将喷丸机喷出的喷丸进行导向后垂直吹向圆槽的侧壁，对圆槽的侧壁进行喷丸处理；

S3：改变导向装置的位置，使得导向装置在圆槽内转动和深入，对圆槽的侧壁进行全方位喷丸处理，喷丸后，对圆槽内进行清理，回收残留的喷丸；

其中，S1、S2和S3中使用的导向装置包括导向板1，所述导向板1用于喷丸的导向，所述导向板1为弧形的空腔结构，所述导向板1顶端的表面沿其长度方向等距离间隔开有出风口2，所述导向板1内腔通过连管连接有空气压缩机，所述空气压缩机用于向导向板1内腔中输送空气，所述导向板1的侧壁上固定有四根一号板3，所述一号板3的顶端均设有矩形槽，矩形槽底部固定有复位弹簧，所述复位弹簧的顶端固定有二号板4，所述一号板3的底端、二号板4的顶端均转动连接有滚轮5，位于导向板1其中一端的两个一号板3上分别固定有连杆6，使用时，喷丸处理是工厂广泛采用的一种表面强化工艺，其设备简单、成本低廉，不受工件形状和位置限制，操作方便，但工作环境较差；喷丸广泛用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀性，还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、焊件的残余应力；对带孔零件的喷丸，应注意同时把孔的内壁也进行喷丸处理，直径大于20mm的浅孔，在工艺上容易实现上述要求；对于直径小于20mm的孔，采用普通的喷丸工艺，难以实现上述要求；对带有较深圆槽的零件进行喷丸时，圆槽的内壁难以获得足够的喷丸强度和均匀的覆盖率，使得零件的机械强度和耐磨性达不到标准；通过导向板1的设置，在喷丸机喷出高速喷丸时，喷丸在导向板1的表面移动，移动的过程中，空气压缩机向导向板1内注入高压气体，使得高压气体从导向板1上的出风口2处溢出，从而对喷丸进行导向；因喷丸很小，在高压气体的导向下容易改变移动方向；同时，出风口2吹出的高速气体可分解为垂直于喷丸移动方向和平行于喷丸移动方向的风，而平行于喷丸移动方向的风对喷丸起到加速的作用；垂直于喷丸移动方向的高速气体起到改变喷丸移动方向的作用，使得喷丸的移动方向从与圆槽的内壁平行变成与圆槽的内壁垂直，从而使得喷丸对圆槽的内壁进行高速撞击，提高圆槽内壁的机械强度和耐磨性能；在撞击圆槽内壁后，喷丸随着气体从导向板1的另一侧面被带出圆槽，避免了喷丸的堵塞；在不同尺寸的圆槽内工作时，二号板4在复位弹簧的作用下弹出，使得一号板3和二号板4上的滚轮5与圆槽的内部接触，从而起到定位作用，手握连杆6来转动导向板1即可完成导向装置位置的改变。

作为本发明的一种具体实施方式，远离连杆6的两个所述一号板3之间固定有圆筒7，所述圆筒7表面转动连接有拨料齿轮8，所述导向板1底端设有两个吹风口9，吹风口9用于向拨料齿轮8输送气体使得拨料齿轮8转动，使用时，因圆槽只有一个出口，喷丸在进入圆槽后，可能存在堵塞情况，从而使得喷丸硬化失败或者效率不高；通过拨料齿轮8的设置，在高压气体从吹风口9处吹出并吹到拨料齿轮8上后，带动拨料齿轮8转动，使得拨料齿轮8将圆槽中残存的喷丸带出，避免了喷丸的大量累积导致的喷丸失败，保证了导向板1在圆槽中的自由移动不受限制，从而使得喷丸硬化能够持续进行。

作为本发明的一种具体实施方式，所述导向板1通过气管与圆筒7内腔连通，所述圆筒7侧壁设有一号矩形槽10，一号矩形槽10的开口方向与一号板3之间夹角为45°，拨料齿轮8侧壁沿其周向方向等距离设有两个以上的二号矩形槽11，使得圆筒7内的气体经过一号矩形槽10和二号矩形槽11后喷出圆筒7，使用时，拨料齿轮8将圆槽中累积的喷丸带出，从而避免了喷丸的堆积，但是拨料齿轮8只能将喷丸从圆槽深处挖出，拨料齿轮8的工作范围有限，在喷丸向外移动的过程中可能会存在动力不足而堆积的情况发生；通过一号矩形槽10和二号矩形槽11的设置，空气压缩机中的高压气体通过气管进入到圆筒7中，在拨料齿轮8转动的过程中，使得一号矩形槽10与二号矩形槽11间歇连通，从而使得圆筒7中的气体间歇喷出，对向外移动的喷丸进行吹动，使得喷丸加速向圆槽外移动，避免了喷丸的堆积造成的不良影响，从而提高了喷丸效率。

作为本发明的一种具体实施方式，所述拨料齿轮8包括轮齿12和安装部13，所述轮齿12远离安装部13的一侧设有收纳槽14，收纳槽14内固定有限位弹簧15，限位弹簧15的自由端固定有滑块16，使用时，拨料齿轮8在将喷丸向外拨动的时候，拨料齿轮8的轮齿12头部可能与喷丸产生直接碰撞，从而导致拨料齿轮8的损坏加速，使得导向装置的使用寿命降低；通过滑块16的设置，在滑块16撞击到喷丸的时候，滑块16进入到收纳槽14中，避免了轮齿12与喷丸的硬性碰撞，从而保证了轮齿12的使用寿命。

作为本发明的一种具体实施方式，所述滑块16为半圆结构，滑块16的侧壁设有气孔17，气孔17延伸至圆筒7内，使用时，滑块16为半圆结构，在滑块16移动过程中，滑块16与喷丸接触时，使得喷丸被挤走，从而使得滑块16与喷丸的硬性接触几率降低，保证了滑块16的正常工作；滑块16的侧壁设有气孔17，使得圆筒7内的气体从滑块16的侧壁上喷出，对气孔17口的喷丸进行吹动，从而清除掉滑块16移动路径上的喷丸，减少了喷丸对滑块16移动的干扰，从而保证了拨料齿轮8的正常工作。

作为本发明的一种具体实施方式，所述出风口2与一号板3之间的夹角随出风口2与连杆6的距离越远而越小，距连杆6最远的出风口2的出风方向与一号板3之间的夹角为零，使用时，随着导向板1的弧度变大，导向板1上的出风口2的出风方向也在改变；随着喷丸的移动，出风口2的出风方向与喷丸的移动方向之间夹角越来越大，最终为90°，使得导向板1内吹出的气体对喷丸的导向作用逐渐加强，从而使得喷丸的移动方向改变70°～90°；变向之后的喷丸移动方向与圆槽内壁之间的夹角变大，增强了喷丸对圆槽内壁的冲击效果，使得喷丸硬化的效果更好。

使用时，喷丸处理是工厂广泛采用的一种表面强化工艺，其设备简单、成本低廉，不受工件形状和位置限制，操作方便，但工作环境较差；喷丸广泛用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀性，还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、焊件的残余应力；对带孔零件的喷丸，应注意同时把孔的内壁也进行喷丸处理，直径大于20mm的浅孔，在工艺上容易实现上述要求；对于直径小于20mm的孔，采用普通的喷丸工艺，难以实现上述要求；对带有较深圆槽的零件进行喷丸时，圆槽的内壁难以获得足够的喷丸强度和均匀的覆盖率，使得零件的机械强度和耐磨性达不到标准；通过导向板1的设置，在喷丸机喷出高速喷丸时，喷丸在导向板1的表面移动，移动的过程中，空气压缩机向导向板1内注入高压气体，使得高压气体从导向板1上的出风口2处溢出，从而对喷丸进行导向；因喷丸很小，在高压气体的导向下容易改变移动方向；同时，出风口2吹出的高速气体可分解为垂直于喷丸移动方向和平行于喷丸移动方向的风，而平行于喷丸移动方向的风对喷丸起到加速的作用；垂直于喷丸移动方向的高速气体起到改变喷丸移动方向的作用，使得喷丸的移动方向从与圆槽的内壁平行变成与圆槽的内壁垂直，从而使得喷丸对圆槽的内壁进行高速撞击，提高圆槽内壁的机械强度和耐磨性能；在撞击圆槽内壁后，喷丸随着气体从导向板1的另一侧面被带出圆槽，避免了喷丸的堵塞；在不同尺寸的圆槽内工作时，二号板4在复位弹簧的作用下弹出，使得一号板3和二号板4上的滚轮5与圆槽的内部接触，从而起到定位作用，手握连杆6来转动导向板1即可完成导向装置位置的改变。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种金属表面喷丸硬化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将导向装置放入到需要喷丸的圆槽中，使得导向装置中的一号板和二号板分别顶紧槽壁，并调整好喷丸机的位置，使得喷丸机中喷出的喷丸正对导向装置；

S2：打开喷丸机，使得喷丸机喷出喷丸，同时打开导向装置上连接的空气压缩机，使得导向装置喷出导向气体，将喷丸机喷出的喷丸进行导向后垂直吹向圆槽的侧壁，对圆槽的侧壁进行喷丸处理；

S3：改变导向装置的位置，对圆槽的侧壁进行全方位喷丸处理，喷丸后，对圆槽内进行清理；

其中，S1、S2和S3中使用的导向装置包括导向板(1)，所述导向板(1)用于喷丸的导向，所述导向板(1)为弧形的空腔结构，所述导向板(1)顶端的表面沿其长度方向等距离间隔开有出风口(2)，所述导向板(1)内腔通过连管连接有空气压缩机，所述空气压缩机用于向导向板(1)内腔中输送空气，所述导向板(1)的侧壁上固定有四根一号板(3)，所述一号板(3)的顶端均设有矩形槽，矩形槽底部固定有复位弹簧，所述复位弹簧的顶端固定有二号板(4)，所述一号板(3)的底端、二号板(4)的顶端均转动连接有滚轮(5)，位于导向板(1)其中一端的两个一号板(3)上分别固定有连杆(6)。

2.根据权利要求1所述的一种金属表面喷丸硬化方法，其特征在于：远离连杆(6)的两个所述一号板(3)之间固定有圆筒(7)，所述圆筒(7)表面转动连接有拨料齿轮(8)，所述导向板(1)底端设有两个吹风口(9)，吹风口(9)用于向拨料齿轮(8)输送气体使得拨料齿轮(8)转动。

3.根据权利要求2所述的一种金属表面喷丸硬化方法，其特征在于：所述导向板(1)通过气管与圆筒(7)内腔连通，所述圆筒(7)侧壁设有一号矩形槽(10)，一号矩形槽(10)的开口方向与一号板(3)之间夹角为45°，拨料齿轮(8)侧壁沿其周向方向等距离设有两个以上的二号矩形槽(11)，使得圆筒(7)内的气体经过一号矩形槽(10)和二号矩形槽(11)后喷出圆筒(7)。

4.根据权利要求3所述的一种金属表面喷丸硬化方法，其特征在于：所述拨料齿轮(8)包括轮齿(12)和安装部(13)，所述轮齿(12)远离安装部(13)的一侧设有收纳槽(14)，收纳槽(14)内固定有限位弹簧(15)，限位弹簧(15)的自由端固定有滑块(16)。

5.根据权利要求4所述的一种金属表面喷丸硬化方法，其特征在于：所述滑块(16)为半圆结构，滑块(16)的侧壁设有气孔(17)，气孔(17)延伸至圆筒(7)内。

6.根据权利要求1所述的一种金属表面喷丸硬化方法，其特征在于：所述出风口(2)与一号板(3)之间的夹角随出风口(2)与连杆(6)的距离越远而越小，距连杆(6)最远的出风口(2)的出风方向与一号板(3)之间的夹角为零。

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