CN113500534A

CN113500534A - 一种薄壁类框架零件喷丸夹具

Info

Publication number: CN113500534A
Application number: CN202110811926.9A
Authority: CN
Inventors: 蒋双庆; 李娅; 李洋; 邓茂盛; 廖凯
Original assignee: Hunan Applied Technology University
Current assignee: Hunan Applied Technology University
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2021-10-15

Abstract

本发明公开了一种薄壁类框架零件喷丸夹具，涉及喷丸加工设备技术领域，包括：机架；夹具体，其两侧转动安装于机架上，并通过翻转机构驱动；所述夹具体上具有夹持腔，夹持腔内对称设有第一夹持板、第二夹持板，所述第一夹持板、第二夹持板分别通过伸缩机构安装于夹具体上以实现第一夹持板与第二夹持板的相对移动；以及喷头安装架，其通过直线往复进给机构移动设置于机架上，移动方向与夹具体的转动轴线平行；所述喷头安装架上还安装有喷口对准夹持腔的喷头。根据本发明所提供的薄壁类框架零件喷丸夹具，能够解决对薄壁类框架零件喷丸时，将喷丸距离、喷丸角度等参数控制在较为合适的范围，提高喷丸强化的效果。

Description

一种薄壁类框架零件喷丸夹具

技术领域

本发明涉及喷丸加工设备技术领域，尤其涉及一种薄壁类框架零件喷丸夹具。

背景技术

随着薄壁类框架零件在航空航天设备上的大量使用，不得不对薄壁类框架零件的抗疲劳性能、稳定性等方面提出了更高的使用要求。通常采用对零件表面进行喷丸处理从而来提高零件的性能，对于薄壁类框架零件而言，因其结构具有复杂性、多样性，难以对其进行全面地、均匀地喷丸强化。

然而，关于喷丸角度、喷丸时间和喷丸距离等参数对喷丸强化的效果有着至关重要的影响，传统方式通过人工手动移动喷头对零件进行喷丸无法很好的控制这些喷丸参数。对薄壁类框架零件的不同角度地、均匀地喷丸是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种薄壁类框架零件喷丸夹具，以至少部分解决薄壁类框架零件喷丸时，将喷丸距离、喷丸角度等参数控制在较为合适的范围，提高喷丸强化的效果。

为实现以上目的，本发明提供了一种薄壁类框架零件喷丸夹具，包括：

机架；

夹具体，其两侧转动安装于机架上，并通过翻转机构驱动；所述夹具体上具有夹持腔，夹持腔内对称设有第一夹持板、第二夹持板，所述第一夹持板、第二夹持板分别通过伸缩机构安装于夹具体上以实现第一夹持板与第二夹持板的相对移动；以及

喷头安装架，其通过直线往复进给机构移动设置于机架上，移动方向与夹具体的转动轴线平行；所述喷头安装架上还安装有喷口对准夹持腔的喷头。

进一步地，所述伸缩机构通过弹性件与第一夹持板或第二夹持板连接。

进一步地，所述伸缩机构为螺接于夹具体上的螺栓，所述螺栓旋拧时的伸缩方向垂直于夹具体的转动轴线。

进一步地，所述螺栓端部同轴设有导向孔，相应地，第一夹持板或第二夹持板上具有与导向孔相配合的导向柱，所述弹性件套设于导向柱外围。

进一步地，所述夹具体上具有与第一夹持板或第二夹持板端部配合且限制其移动的限位槽。

进一步地，所述翻转机构包括：夹具平台、主动小齿轮、以及部分弧段的从动大齿轮，所述夹具体安装于夹具平台上，夹具平台两端通过转轴安装于机架上；所述从动大齿轮同轴安装于夹具平台底部，所述主动小齿轮通过传动杆转动安装于机架上且与从动大齿轮配合。

进一步地，所述传动杆与机架之间设置限制转动的旋转定位机构。

进一步地，所述夹具平台上具有支架，所述夹具体两端通过轴头转动安装于支架上，且转动处还具有锁紧机构。

进一步地，所述锁紧机构为支架上活动设置的插销，相应地，夹具体一端的轴头上具有插孔；所述夹具体的另一端轴头上还设有预定位机构，包括设置于支架上的弹簧钢球组件，所述弹簧钢球组件上的钢球沿径向弹性顶紧于夹具体另一端轴头的凹槽处。

进一步地，所述直线往复进给机构包括：与夹具体的转动轴线平行设置于机架上的导杆、丝杆，所述喷头安装架底部滑动设置于导杆上，并通过丝杆螺母与丝杆配合安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：解决薄壁类框架零件喷丸时需要不同角度、均匀地喷丸，且将喷丸距离、喷丸角度等参数控制在较为合适的范围，提高喷丸强化的效果；能够一次装夹完成零件的两面喷丸，提高加工效率。

1、本发明中第一夹持板与第二夹持板可对零件进行弹性夹持，一方面让零件形成在一个小范围内的弹性浮动夹持，在喷到零件异形处的部位时，这种浮动式夹持相对于刚性夹持而言在一定程度上，能够对零件起到保护作用，另一方面也便于对零件实现快速装夹操作。

2、本发明中的翻转机构可以准确实现夹具体上零件的翻转进给调节，尤其是其上的旋转定位机构使得翻转进给操作更加简单。

3、本发明中的夹具相对于传统手工进行喷丸处理而言，可准确调节喷丸的角度，可进行准确的步进进给调节，喷丸距离、喷丸均匀性方面也得到了有效的保证。

4、本发明中夹具体还可以方便对零件的翻面调整，无需二次装夹就可以对零件两在进行喷丸加工处理，因此也提高了喷丸处理的效率。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明图1中A向结构示意图；

图3为本发明图2中B向结构示意图；

图4为本发明图3中C处局部放大结构示意图；

图5为本发明图3中D向结构示意图；

图6为本发明图2中E向结构示意图；

图7为本发明图2中F处局部放大结构示意图；

图8为本发明图1中夹持板的立体结构示意图。

图中：1、机架；11、导杆；12、丝杆；2、夹具体；20、夹持腔；21、第一夹持板；22、第二夹持板；23、弹性件；24、螺栓；25、导向孔；26、导向柱；27、限位槽；3、喷头安装架；4、夹具平台；5、主动小齿轮；6、从动大齿轮；7、旋转定位机构；8、插销；9、弹簧钢球组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

请参阅图1-图8，本发明实施例提供了一种薄壁类框架零件喷丸夹具，包括：

机架1；

夹具体2，可以为矩形框架结构，其两侧转动安装于机架1上(为第一转动轴线)，并通过翻转机构驱动；所述夹具体2上具有夹持腔20，用于放置待喷丸的零件，夹持腔20内对称设有第一夹持板21、第二夹持板22，二者相对的面为夹持面，优选地，夹持面上具有凹形夹持部，所述凹形夹持部的截面可以U形、弧形，其可以起到对零件进行稳定夹持的作用；进一步优选地，在第一夹持板21、第二夹持板22的夹持面上靠中部的位置设置弧形卡口，如图3所示中虚线部分所示，可以用于卡合夹持圆形薄壁类框架零件的外围，进行喷丸处理，适用性更强；所述第一夹持板21、第二夹持板22分别通过伸缩机构安装于夹具体2上以实现第一夹持板21与第二夹持板22的相对移动，即相靠近夹持住零件或相远离松开零件；以及

喷头安装架3，其通过直线往复进给机构移动设置于机架1上，移动方向与夹具体2的转动轴线平行；所述喷头安装架3上还安装有喷口对准夹持腔20的喷头，保证夹具体2带动零件翻转时，喷头上喷口离零件待处理表面的喷丸距离为150～200mm、喷丸角度为40°～90°比较合适，保证喷丸射向与零件平面所呈的锐角大于40°即可。

具体使用过程中，如待加工零件为一个500*200*30mm的薄壁类框架零件，先通过调节伸缩机构来调节第一夹持板21与第二夹持板22之间的距离，再将零件放置于其中，再次调节伸缩机构来对零件实现夹持；喷丸工作时，喷头安装架3在直线往复进给机构作用下带动喷头横向移动对工件表面进行喷丸，走完一个横向行程后，通过翻转机构驱动夹具体2转动一个小角度，即一个步距，喷头安装架3在直线往复进给机构作用下带动喷头横向回程移动进行第二个步距的喷丸处理，如此循环操作，直到零件表面全部被喷丸处理为止，可以理解地，该夹具对薄壁类框架零件喷丸处理时，能够将喷丸距离、喷丸角度等参数控制在较为合适的范围，均匀地喷丸，提高喷丸强化的效果。

为了进一步优化对零件的夹持方式，本实施例中可选地，所述伸缩机构通过弹性件23与第一夹持板21或第二夹持板22连接。如此设计的目的是，第一夹持板21与第二夹持板22可对零件进行弹性夹持，一方面让零件形成在一个小范围内的弹性浮动夹持，在喷到零件异形处的部位时，这种浮动式夹持相对于刚性夹持而言在一定程度上，能够对零件起到保护作用，另一方面也便于对零件实现快速装夹操作。

进一步地，所述伸缩机构为螺接于夹具体2上的螺栓24，所述螺栓24旋拧时的伸缩方向垂直于夹具体2的转动轴线，所述螺栓24可以沿夹持板的长度延伸方向均布间隔设置多个，形成稳定的夹紧力。拧紧螺栓24时，其端部顶紧夹持板对零件形成夹紧力，当然，上述的弹性件就可设置在螺栓24顶紧夹持板的端部。

再进一步地，所述螺栓24端部同轴设有导向孔25，相应地，第一夹持板21或第二夹持板22上具有与导向孔25相配合的导向柱26，所述弹性件23套设于导向柱26外围，其中，该处的弹性件选用压缩弹簧，其一端顶紧夹持板侧面，另一端顶紧螺栓24端部。该设计的好处是便于制造、安装。

为了保证更好的对两块夹持板进行移动限位，本实施例中可选地，所述夹具体2上具有与第一夹持板21或第二夹持板22端部配合且限制其移动的限位槽27。即夹持板端部只能在限位槽27的长度范围内移动，也便于控制两夹持板之间的最小夹持距离。

为了实现对零件的翻转步进调节，本实施例中可选地，所述翻转机构包括：夹具平台4、主动小齿轮5、以及部分弧段的从动大齿轮6，所述夹具体2安装于夹具平台4上，夹具平台4两端通过转轴安装于机架1上；所述从动大齿轮6同轴安装于夹具平台4底部，所述主动小齿轮5通过传动杆转动安装于机架1上且与从动大齿轮6配合。通过主动小齿轮5带动从动大齿轮6转动，从而实现夹具平台4上的夹具体2进行翻转进给，操作方便。

进一步地，所述传动杆与机架1之间设置限制转动的旋转定位机构7。该旋转定位机构7可以这样设置，在传动杆端部非轴心的位置处设置一个活动的摇杆，再要机架1的侧面设置定位孔，需要定位时，将摇杆插入至定位孔中就可以实现传动杆的锁定，其中，摇杆从上一个定位孔转动至下一个定位孔时，即为一个翻转进给的步距，使得操作更加简单。

又进一步地，所述夹具平台4上具有支架，所述夹具体2两端通过轴头转动安装于支架上(为第二转动轴线)，轴线位于第一夹持板21与第二夹持板22之间的对称面上，且转动处还具有锁紧机构，该处的第二转动轴线与第一转动轴线平行。当对零件一面喷丸处理后，只需松开锁紧机构后，将夹具体2绕第二转动轴线翻转180度，便可对零件的背面进行喷丸处理，无需二次装夹就可以对零件两在进行喷丸加工处理，因此也提高了喷丸处理的效率。

更进一步地，所述锁紧机构为支架上活动设置的插销8，相应地，夹具体2一端的轴头上具有插孔；所述夹具体2的另一端轴头上还设有预定位机构，包括设置于支架上的弹簧钢球组件9，所述弹簧钢球组件9上的钢球沿径向弹性顶紧于夹具体2另一端轴头的凹槽处。其中的插销8与插孔实现轴头的圆周完全锁死，而弹簧钢球组件9让使用者能够更快找到锁紧的位置，便于插销8与插孔的对齐，让操作更加方便。

为了实现喷头安装架3横向的准确移动进给，本实施例中可选地，所述直线往复进给机构包括：与夹具体2的转动轴线平行设置于机架1上的导杆11、丝杆12，其中丝杆12两端通过轴承组件转动架设于机架1上，所述喷头安装架3底部滑动设置于导杆11上，并通过丝杆螺母与丝杆12配合安装。通过丝杆12转动来驱动喷头安装架3的横向准确移动；丝杆12端部可以设置手摇柄，也可以传动连接步进电机；另外，为了解决导杆11、丝杆12上的防尘、防丸问题，可在导杆11、丝杆12上方还设置防护罩(图中未示出)，仅留出喷头安装架3移动所需要的横槽即可，在横槽处设置弹性的防护部件即可，如风琴防尘罩等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims

1.一种薄壁类框架零件喷丸夹具，其特征在于，包括：

机架(1)；

夹具体(2)，其两侧转动安装于机架(1)上，并通过翻转机构驱动；所述夹具体(2)上具有夹持腔(20)，夹持腔(20)内对称设有第一夹持板(21)、第二夹持板(22)，所述第一夹持板(21)、第二夹持板(22)分别通过伸缩机构安装于夹具体(2)上以实现第一夹持板(21)与第二夹持板(22)的相对移动；以及

喷头安装架(3)，其通过直线往复进给机构移动设置于机架(1)上，移动方向与夹具体(2)的转动轴线平行；所述喷头安装架(3)上还安装有喷口对准夹持腔(20)的喷头。

2.根据权利要求1所述的薄壁类框架零件喷丸夹具，其特征在于，所述伸缩机构通过弹性件(23)与第一夹持板(21)或第二夹持板(22)连接。

3.根据权利要求2所述的薄壁类框架零件喷丸夹具，其特征在于，所述伸缩机构为螺接于夹具体(2)上的螺栓(24)，所述螺栓(24)旋拧时的伸缩方向垂直于夹具体(2)的转动轴线。

4.根据权利要求3所述的薄壁类框架零件喷丸夹具，其特征在于，所述螺栓(24)端部同轴设有导向孔(25)，相应地，第一夹持板(21)或第二夹持板(22)上具有与导向孔(25)相配合的导向柱(26)，所述弹性件(23)套设于导向柱(26)外围。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的薄壁类框架零件喷丸夹具，其特征在于，所述夹具体(2)上具有与第一夹持板(21)或第二夹持板(22)端部配合且限制其移动的限位槽(27)。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的薄壁类框架零件喷丸夹具，其特征在于，所述翻转机构包括：夹具平台(4)、主动小齿轮(5)、以及部分弧段的从动大齿轮(6)，所述夹具体(2)安装于夹具平台(4)上，夹具平台(4)两端通过转轴安装于机架(1)上；所述从动大齿轮(6)同轴安装于夹具平台(4)底部，所述主动小齿轮(5)通过传动杆转动安装于机架(1)上且与从动大齿轮(6)配合。

7.根据权利要求6所述的薄壁类框架零件喷丸夹具，其特征在于，所述传动杆与机架(1)之间设置限制转动的旋转定位机构(7)。

8.根据权利要求6所述的薄壁类框架零件喷丸夹具，其特征在于，所述夹具平台(4)上具有支架，所述夹具体(2)两端通过轴头转动安装于支架上，且转动处还具有锁紧机构。

9.根据权利要求8所述的薄壁类框架零件喷丸夹具，其特征在于，所述锁紧机构为支架上活动设置的插销(8)，相应地，夹具体(2)一端的轴头上具有插孔；所述夹具体(2)的另一端轴头上还设有预定位机构，包括设置于支架上的弹簧钢球组件(9)，所述弹簧钢球组件(9)上的钢球沿径向弹性顶紧于夹具体(2)另一端轴头的凹槽处。

10.根据权利要求1～4中任一项所述的薄壁类框架零件喷丸夹具，其特征在于，所述直线往复进给机构包括：与夹具体(2)的转动轴线平行设置于机架(1)上的导杆(11)、丝杆(12)，所述喷头安装架(3)底部滑动设置于导杆(11)上，并通过丝杆螺母与丝杆(12)配合安装。