CN110842083B - 用于空心杆内壁强化的处理设备和空心杆强化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于汽车车身制造领域，公开了一种用于空心杆内壁强化的处理设备和空心杆强化处理方法。该处理设备包括：振动工作台；用于将空心杆固定在振动工作台上的固定装置；用于密封待处理空心杆的两端的开口的密封装置；设置在振动工作台的至少一侧的处理剂输送装置。其中，在处理设备的初始状态下，振动工作台处于静止状态，至少一端的密封装置密封空心杆的一个开口，处理剂输送装置能够将处理剂通过空心杆的另一个开口注入空心杆的内部；在处理设备的工作状态，密封装置密封空心杆的两个开口，振动工作台处于振动状态以带动空心杆振动，从而使空心杆内的处理剂能够对空心杆的内壁进行处理。本发明的处理设备能够有效地提高空心杆的结构强度。
Description
技术领域
本发明属于汽车底盘制造领域，具体涉及一种用于空心杆内壁强化的处理设备和空心杆强化处理方法。
背景技术
近年来，为了减轻车身的重量和节约原材料，在汽车的生产制造过程中越来越多的应用管材代替实心材料来制造稳定杆。现有技术中，对于空心杆的强化处理常采用喷丸工艺进行表面处理，即使用丸粒轰击工件的外表面以提升工件疲劳强度。然而，随着汽车轻量化的深入，空心杆的应用越来越多，同时在刚度一定的情况下，出于减重的考虑，空心杆的壁厚也越做越薄，这就导致空心杆的内壁工作应力随之增加，从而使得空心杆的结构强度逐渐降低。
针对现有技术的不足，本领域的技术人员急需寻求一种用于空心杆内壁强化的处理设备，以提高空心杆的结构强度，弥补现有技术中的不足。
发明内容
为了提高空心杆的结构强度，本发明目的在于提供一种用于空心杆内壁强化的处理设备。
根据本发明实施例的用于空心杆内壁强化的处理设备包括：振动工作台；用于将空心杆固定在振动工作台上的固定装置；用于密封待处理空心杆的两端的开口的密封装置；设置在振动工作台的至少一侧的处理剂输送装置。其中，在处理设备的初始状态下，振动工作台处于静止状态，至少一端的密封装置密封空心杆的一个开口，处理剂输送装置能够将处理剂通过空心杆的另一个开口注入空心杆的内部；在处理设备的工作状态，密封装置密封空心杆的两个开口，振动工作台处于振动状态以带动空心杆振动，从而使空心杆内的处理剂能够对空心杆的内壁进行处理。
进一步地，固定装置包括与振动工作台固定连接的第一固定模块和与第一固定模块可拆卸连接的第二固定模块，第一固定模块与第二固定模块之间形成有用于穿过空心杆的固定孔。
进一步地，固定装置包括与振动工作台固定连接的第三固定模块和可拆卸地嵌入第三固定模块内的适配模块，适配模块上形成有用于夹持空心杆的夹持孔，夹持孔与空心杆的外周壁相匹配。
进一步地，振动工作台包括：基座；设置在基座的上方的工作台，固定装置和密封装置均设置在工作台上；以及固定连接在基座与工作台之间的用于带动工作台振动的振动驱动装置。
进一步地，振动工作台还包括用于控制振动驱动装置的可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器设置成能够驱动振动驱动装置带动工作台沿多个方向振动。
进一步地，密封装置包括设置在工作台上的支撑板体和可拆卸连接在支撑板体的靠近空心杆的一侧的密封体，密封体的与空心杆相连的一端构造为圆锥体结构。
进一步地，密封装置还包括固定在工作台上且与支撑板体的另一侧固定连接的开合机构。其中，开合机构设置为：能够带动支撑板体沿靠近和远离空心杆的方向移动以密封和敞开空心杆的开口。
进一步地，处理剂输送装置包括：设置在振动工作台的至少一侧的处理剂存储箱体；设置在处理剂存储箱体上且与处理剂存储箱体相连通的连接管。其中，连接管设置为能够手动伸缩或能够相对于处理剂存储箱体自动进给并定位，以使其能够与空心杆的开口相连通。
进一步地，用于空心杆内壁强化的处理设备还包括能够在空心杆处理完成后对其内部的处理剂进行清理的清理设备。
本发明还提出了一种空心杆强化处理方法：在对空心杆的外壁进行强化处理前应用上述处理设备对空心杆的内壁进行强化处理。
本发明实施例的用于空心杆内壁强化的处理设备具有以下几方面的优点：
1)本发明实施例的处理设备能够通过振动工作台的振动带动空心杆振动，使处理剂中丸粒能够有效地高速撞击空心杆的内壁，使内壁发生塑性变形，从而形成一定厚度的强化层，强化层内形成有较高的残余应力，该残余应力可在空心杆承受载荷时抵消一部分应力，从而可有效地提高空心杆的疲劳强度，这样，在等刚度情况下，即使选择壁厚比低的空心杆，也能够使得空心杆具有较高的结构强度，从而可有效地实现良好的减重效果，满足车辆的轻量化的设计要求。
2)本发明实施例的处理设备能够通过振动工作台的振动带动空心杆振动，使得空心杆的内壁的防锈油还能够对空心杆的内壁进行有效地防锈处理，从而可有效地的防止空心杆的内壁锈蚀。
3)本发明实施例的处理设备结构简单、能耗较低，可有效地实现工业化的生产。
附图说明
图1为本发明实施例的用于空心杆内壁强化的处理设备的结构示意图；
图2为图1所示的固定装置的结构示意图；
图3为图1所示的密封装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的用于空心杆内壁强化的处理设备做进一步详细的描述。
图1示出了根据本发明实施例的用于空心杆1内壁强化的处理设备100的结构。如图1所示，该处理设备100包括：振动工作台2；用于将空心杆1固定在振动工作台2上的固定装置3；用于密封待处理空心杆1的两端的开口的密封装置4；设置在振动工作台2的至少一侧的处理剂输送装置5。其中，在处理设备100的初始状态下，振动工作台2处于静止状态，至少一端的密封装置4密封空心杆1的一个开口，处理剂输送装置5能够将处理剂通过空心杆1的另一个开口注入空心杆1的内部；在处理设备100的工作状态，密封装置4密封空心杆1的两个开口，振动工作台2处于振动状态以带动空心杆1振动，从而使空心杆1内的处理剂能够对空心杆1的内壁进行处理。
本发明实施例的用于空心杆1内壁强化的处理设备100在使用时，将空心杆1通过固定装置3固定在振动工作台2上，密封装置4至少打开空心杆1的一端的开口，处理剂输送装置5通过该开口将处理剂注入至空心杆1内，处理剂可包括用于提高工件的疲劳强度的丸粒或防锈油或二者的混合物。待处理剂注入量达到标准后，密封装置4对打开的开口进行密封，使得空心杆1的内部形成一个完整的内壁强化处理的封闭环境。振动工作台2开始振动，并带动空心杆1振动，振动过程中，处理剂中丸粒能够有效地高速撞击空心杆1的内壁，使内壁发生塑性变形，从而形成一定厚度的强化层，强化层内形成有较高的残余应力，该残余应力可在空心杆1承受载荷时抵消一部分应力，从而可有效地提高空心杆1的疲劳强度。这样，在等刚度情况下，即使选择壁厚比低的空心杆1，也能够使得空心杆1具有较高的结构强度，从而可有效地实现良好的减重效果，进而满足车辆的轻量化的设计要求(如下表1所示)。
表1
此外，空心杆1的内壁上的防锈油还能够对空心杆1的内壁进行有效地防锈处理。因此，本发明实施例的用于空心杆1内壁强化的处理设备100能够不仅对空心杆1的内壁进行了喷丸处理，以提高空心杆1的内壁的抗疲劳强度，还能够对空心杆1的内壁进行防锈处理，从而可有效地的防止空心杆1的内壁锈蚀。而对于处理设备100而言，其结构简单、能耗较低，可有效地实现工业化的生产。
在如图2所示的优选地实施例中，固定装置3可包括与振动工作台2固定连接的第一固定模块31和与第一固定模块31可拆卸连接的第二固定模块32，第一固定模块31与第二固定模块32之间形成有用于穿过空心杆1的固定孔33。其中，固定孔33可构造为形成在第一固定模块31与第二固定模块32的相对的面上的凹槽，固定装置3在使用时，第一固定模块31固定连接在振动工作台2上，将空心杆1放置在第一固定模块31的凹槽内，再将第二固定模块32与第一固定模块31进行连接，连接方式可包括通过机械锁死(例如螺钉固定)或磁吸等。通过该设置，可使得空心杆1的固定较为简单，从而有利于操作人员的操作。
优选地，固定装置3可包括与振动工作台2固定连接的多个第一固定模块31和与各第一固定模块31相对应的可拆卸连接的多个第二固定模块32，以使得固定装置3可同时固定多个空心杆1。还优选地，一个空心杆1可由多个固定装置3进行固定，以提高空心杆1的固定的稳定性。
优选地，第一固定模块31和第二固定模块32可由金属材料制成。
在如图2所示的优选地实施例中，固定装置3可包括与振动工作台2固定连接的第三固定模块和可拆卸地嵌入第三固定模块内的适配模块34，适配模块34上可形成有用于夹持空心杆1的夹持孔341，夹持孔341可与空心杆1的外周壁相匹配。其中，在该实施例中，第三固定模块可由第一固定模块31与第二固定模块32构成(如图2所示)，适配模块34可包括可拆卸地嵌入第一固定模块31的凹槽内的第一适配模块342和可拆卸地嵌入第二固定模块32的凹槽内的第二适配模块343，夹持孔341可由形成在第一适配模块342和第二适配模块343的相对面上的适配凹槽形成，适配凹槽可用于夹持空心杆1。通过该设置，适配模块34可通过夹持孔341根据不同的空心杆1的外径进行适配，从而使得适配模块34能够对不同外径的空心杆1进行夹持，进而使得固定装置3的适用性更好，能够有效地提高不同外径的空心杆1的固定的稳定性。
优选地，适配模块34可与第三固定模块通过过盈配合的方式进行连接。还优选地，适配模块34可由塑料材料制成。进一步优选地，适配模块34可由硬质尼龙材料制成。
在如图1所示的优选地实施例中，振动工作台2可包括：基座21；设置在基座21的上方的工作台22，固定装置3和密封装置4均设置在工作台22上；以及固定连接在基座21与工作台22之间的用于带动工作台振动的振动驱动装置23。振动驱动装置23可带动工作台沿多个方向上的振动，以使空心杆1内的处理剂能够有效地对空心杆1的内壁进行处理。在一个优选地实施方式中，振动工作台2还可包括用于控制振动驱动装置的可编程逻辑控制器(图中未示出)，可编程逻辑控制器可设置成能够驱动振动驱动装置23带动工作台22沿多个方向振动。可编程逻辑控制器(PLC)可通过程序的设定，使振动工作台2及其上的固定装置3、密封装置4、空心杆1同时沿X、Y以及Z的方向进行高频振动，沿X、Y以及Z方向可理解为工作台22的左右方向、上下方向以及前后方向。通过该设置，多个方向上的振动使得空心杆1内的处理剂能够更为有效地实现与空心杆1的内壁的接触，从而使得振动工作台2能够更有利于处理剂对空心杆1的内壁进行处理。
在如图3所示的优选地实施例中，密封装置4可包括设置在工作台22上的支撑板体41和可拆卸连接在支撑板体41的靠近空心杆1的一侧的密封体42，密封体42的与空心杆1相连的一端可构造为圆锥体结构。其中，密封装置4可通过手动移动支撑板体41的方式以使密封体42能够实现对空心杆1的开口进行密封或敞开，即可将支撑板体41可拆卸的与工作台22进行连接，例如，可将密封体42插入至空心杆1的开口后，将支撑板体41固定连接在工作台22上，以使密封装置4对空心杆1进行密封的同时，还能保证与工作台22同时振动。
当然，密封装置4还可通过自动控制支撑板体41，以带动密封体42沿靠近和远离空心杆1的方向移动以密封和敞开空心杆1的开口的方式。例如，优选地，密封装置4还可包括固定在工作台22上且与支撑板体41的另一侧固定连接的开合机构43。其中，开合机构43可设置为：能够带动支撑板体41沿靠近和远离空心杆1的方向移动以密封和敞开空心杆1的开口(结合图1所示)。开合机构43可根据需要设置为气动开合或机械开合，例如可通过气动撑杆或机械铰接的连接方式，使得开合机构43的一端与工作台22固定连接，另一端与支撑板体41固定连接。
上述两种密封装置4的设置方式均能够便于操作者的控制，以对空心杆1实施有效地密封。而将密封体42的与空心杆1相连的一端构造为圆锥体结构还更有利于密封体42与空心杆1的连接，从而进一步地提高操作者操作的便利性，同时还能够提高密封效果。当然，密封体42与空心杆1相连的一端也可构造为其他结构，例如圆台形结构，以实现更好的密封，这里不再赘述。
优选地，密封体42可由塑料制成。进一步优选地，密封体42可由尼龙或橡胶材料制成，以使密封体42可具有良好的弹性性能，从而不仅可使密封体42能够适配不同内径的空心杆1，弹性性能还能够进一步地提高密封效果。
在如图1所示的优选地实施例中，处理剂输送装置5可包括：设置在振动工作台2的至少一侧的处理剂存储箱体51；设置在处理剂存储箱体51上且与处理剂存储箱体51相连通的连接管52。其中，连接管52可设置为能够手动伸缩或能够相对于处理剂存储箱体51自动进给并定位，以使其能够与空心杆1的开口相连通。处理剂存储箱体51内可用于存放处理剂，如防锈油或丸粒或二者的混合物，连接管52与空心杆1的开口内壁配对完成后，处理剂存储箱体51能够通过连接管52将处理剂注入空心杆1内。通过将连接管52设置为能够手动伸缩或能够相对于处理剂存储箱体51自动进给并定位，还使得处理剂输送装置5的使用方式更为灵活。例如，当连接管52设置为能够手动伸缩时，可通过能够伸缩的连接管52与不同的空心杆1相连，这样不仅能够有效地节省设备成本，通过手动注入处理剂还能够更便于对处理剂输送装置5的控制。而当连接管52设置为自动进给并定位时，可有效地节约人工成本，降低操作人员的操作难度和工作量。需要说明的是，自动进给并定位的方式可为本领域的技术人员能够想到的常规的控制连接管52的实现方法，这里不再赘述。
优选地，处理剂输送装置5可设置在振动工作台2的两侧，以使得处理剂输送装置5能够同时连通空心杆1的两端开口，并同时将处理剂注入空心杆1内，从而可有效地提高处理剂的注入效率。
在一个优选地实施方式中，用于空心杆1内壁强化的处理设备100还可包括能够在空心杆1处理完成后对其内部的处理剂进行清理的清理设备(图中未示出)。该清理设备可设置为通过对空心杆1的内部实施气吹或防锈油清洗的方式对空心杆1内的处理剂进行清理。当然，对空心杆1内的处理剂的清理也可通过操作人员直接用手拿取并排出。
本发明还提出了一种空心杆1强化处理方法。该方法在对空心杆1的外壁进行强化处理前先应用上述处理设备100对空心杆1的内壁进行强化处理。具体地，本发明实施例对空心杆1的强化处理方法应包括以下工艺方法：对空心杆1进行热处理；对空心杆1进行冷校正；应用上述处理设备100对空心杆1的内壁进行强化处理；对空心杆1的外壁进行喷丸处理等。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (6)
1.一种用于空心杆内壁强化的处理设备，其特征在于，包括：振动工作台；用于将空心杆固定在所述振动工作台上的固定装置，所述固定装置包括与所述振动工作台固定连接的第一固定模块和与所述第一固定模块可拆卸连接的第二固定模块，所述第一固定模块与所述第二固定模块之间形成有用于穿过所述空心杆的固定孔，所述固定装置还包括可拆卸地嵌入所述固定孔内的适配模块，所述适配模块上形成有用于夹持所述空心杆的夹持孔，所述夹持孔与所述空心杆的外周壁相匹配；用于密封待处理空心杆的两端的开口的密封装置，所述密封装置包括设置在所述工作台上的支撑板体和可拆卸连接在所述支撑板体的靠近所述空心杆的一侧的密封体，所述密封体的与所述空心杆相连的一端构造为圆锥体结构，所述密封体由尼龙或橡胶材料制成；设置在所述振动工作台的至少一侧的处理剂输送装置；其中，在所述处理设备的初始状态下，所述振动工作台处于静止状态，至少一端的所述密封装置密封所述空心杆的一个开口，所述处理剂输送装置能够将处理剂通过所述空心杆的另一个开口注入所述空心杆的内部；在所述处理设备的工作状态，所述密封装置密封所述空心杆的两个开口，所述振动工作台处于振动状态以带动所述空心杆振动，从而使所述空心杆内的处理剂能够对所述空心杆的内壁进行处理；清理设备，所述清理设备设置为通过对所述空心杆的内部实施防锈油清洗的方式对所述空心杆内的处理剂进行清理。
2.根据权利要求1所述的用于空心杆内壁强化的处理设备，其特征在于，所述振动工作台包括：
基座；
设置在所述基座的上方的工作台，所述固定装置和所述密封装置均设置在所述工作台上；以及
固定连接在所述基座与所述工作台之间的用于带动所述工作台振动的振动驱动装置。
3.根据权利要求2所述的用于空心杆内壁强化的处理设备，其特征在于，所述振动工作台还包括用于控制所述振动驱动装置的可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器设置成能够驱动所述振动驱动装置带动所述工作台沿多个方向振动。
4.根据权利要求1所述的用于空心杆内壁强化的处理设备，其特征在于，所述密封装置还包括固定在所述工作台上且与所述支撑板体的另一侧固定连接的开合机构，其中，所述开合机构设置为：能够带动所述支撑板体沿靠近和远离所述空心杆的方向移动以密封和敞开所述空心杆的开口。
5.根据权利要求1所述的用于空心杆内壁强化的处理设备，其特征在于，所述处理剂输送装置包括：
设置在所述振动工作台的至少一侧的处理剂存储箱体；
设置在所述处理剂存储箱体上且与所述处理剂存储箱体相连通的连接管；
其中，所述连接管设置为能够手动伸缩或能够相对于所述处理剂存储箱体自动进给并定位，以使其能够与所述空心杆的开口相连通。
6.一种空心杆强化处理方法，其特征在于，在对空心杆的外壁进行强化处理前应用根据权利要求1至5中任一项所述的处理设备对所述空心杆的内壁进行强化处理。
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