CN115233216A - 一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置及方法,膨胀体涂抹装置包括首端开有放气口的第一膨胀体,从首端到末端设有多个挡板将第一膨胀体的内腔分隔成多个腔体,每个挡板上开有一个贯通的小孔,每个挡板在靠近首端侧面上各连接一个能挡住小孔的橡胶片;将第一气管从第一膨胀体的末端至首端,依次穿过多个挡板上的小孔和顶开多个橡胶片;本发明采用竹节状的膨胀体分段充气膨胀的方式来挤压预先喷涂在腔体处的浆料,使浆料一段一段地逐步均匀地涂抹在弯曲通孔的内壁上;采用膨胀体充气膨胀的方式使石墨纸舒展,贴合着弯曲通孔的内壁,利用电流通过随形石墨纸产生的焦耳热将浆料快速整体熔覆到内孔壁,可实现整个弯曲通孔内壁的全域同时熔覆。
Description
技术领域
本发明属于工件表面防护技术领域,涉及制备材料表面涂层技术,具体是一种将浆料整体熔覆到弯曲内孔壁面的装置及方法。
背景技术
机械零部件的损坏,如腐蚀、磨损和接触疲劳等,一般发生在表面,因此常采用表面形变、气相沉积、熔覆、热喷涂等方法对零件表面进行防护,以提高其耐磨损、耐腐蚀和抗疲劳等性能。其中,熔覆技术通过加热使熔覆材料与基体形成冶金结合来实现对基体的防护,可大幅提升工件的使用寿命,降低其全周期的成本。
现有的熔覆技术,如激光熔覆和感应熔覆等,已实现工件外表面高性能涂层的制备。例如:中国专利公开号为CN110616426A、名称为“用于大深径比零件的激光内孔熔覆头及熔覆加工系统”的文献中公开的熔覆加工系统,采用光纤、光纤接口和熔覆喷嘴,沿熔覆头连接杆轴向方向投射激光束,采用悬浮支撑件调整熔覆喷嘴与工件内壁的高度距离,采用液压悬浮式的结构,零件本身提供支撑熔覆头的均布力,优化内孔熔覆头的受力状态。但该熔覆加工系统存在的问题是:仅适用于大深径比的内孔零件的激光修复,加工过程复杂,对于有不规则突出的孔壁,需要借鉴外部图像处理和复杂计算工作才能完成熔覆加工,不适用于弯曲通孔的熔覆加工。又如中国专利公开号为CN112246550B、名称为“一种水管内壁涂覆装置及其涂覆方法”的文献中公开的涂覆技术,其对水管内壁采用涂覆气囊和涂覆气泵,涂覆前向将浸润涂料的涂覆气囊塞入水管内,通过涂覆气泵向涂覆气囊中供气使涂覆气囊膨胀,涂覆气囊沿水管的长度方向延伸涂覆气囊的外壁与水管的内壁的贴合,进而将粘附于涂覆气囊外壁的涂料涂覆至水管的内壁。该涂覆装置及其涂覆方法虽然能够对较长水管以及弯曲水管的内壁进行涂料涂覆,但是,由于涂覆气囊膨胀的大小不一,沿水管的长度方向延伸时,与水管内壁贴合的力度不一致,所以当涂料涂覆至水管的内壁上时,涂层厚度肯定不会完全均匀,尤其是当管道越长或者弯曲较多时,均匀性越差。因此,对于机械设备中常见的弯曲通孔来说,现有的熔覆技术难以实现其内壁的熔覆层均匀制备和全域熔覆。
发明内容
本发明的目的在于解决现有熔覆技术无法实现弯曲通孔的熔覆层均匀制备的问题,提出一种熔覆效果好的弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置,同时还提出该弯曲通孔的全域瞬态熔覆方法,来改善弯孔内壁的性能。
为实现上述目的,本发明一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置采用下述技术方案:
包括浆料挤出装置、膨胀体涂抹装置、石墨纸瞬态加热单元和工件固定装置,
所述的浆料挤出装置包括依次连接的空压机、气压控制器和料筒,料筒的出料口连接软管的首端;
所述的膨胀体涂抹装置包括首端开有放气口的第一膨胀体,从首端到末端设有多个挡板将第一膨胀体的内腔分隔成多个腔体,每个挡板上开有一个贯通的小孔,每个挡板在靠近首端侧面上各连接一个能挡住所述的小孔的橡胶片;
所述的石墨纸瞬态加热单元包括第二膨胀体、石墨纸和第二气管,石墨纸的形状与弯曲通孔件内壁的形状一致且包裹在第二膨胀体的外侧表面上,第二气管与第二膨胀体连接且连通;
所述的工件固定装置包括由两个相同的半圆环套组成的对合半圆轴套,其中一个半圆环套固定连接不动,另一个半圆环套为可拆卸式,弯曲通孔件固定放置在对合半圆轴套内。
进一步地,所述的工件固定装置还包括夹具体、基座、伸缩汽缸、控制器和紧定螺栓,基座通过伸缩汽缸连接夹具体,夹具体固定连接对合半圆轴套,共有两个伸缩汽缸、两个夹具体和两个对合半圆轴套,沿弯曲通孔件的长度方向分开布置形成两个支撑固定点,可拆卸式的半圆环套上开有螺纹孔,与螺纹孔相配的紧定螺栓压紧弯曲通孔件;控制器经控制线连接两个伸缩汽缸,两个伸缩汽缸工作以调节弯曲通孔件在水平位置。
本发明一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置的熔覆方法采用下述技术方案包含有以下步骤:
步骤1):将第一气管从第一膨胀体的末端至首端,依次穿过多个挡板上的小孔和顶开多个橡胶片,整个伸入在第一膨胀体中;
步骤2):软管的末端与第一膨胀体的首端连接在一起,将两者从弯曲通孔件的末端位置拉入弯曲通孔件内,穿过弯曲通孔件直至从弯曲通孔的首端伸出,断开第一膨胀体与软管的连接;
步骤3):所述的浆料挤出装置工作,通过软管在所述的多个腔体中的第一腔体位置处挤出料筒中的浆料,浆料挤出装置停止工作,向末端方向拉动软管,使软管的末端移动至第二腔体位置处;所述的第一气管充气,第一腔体膨胀挤压浆料,使浆料抹匀在弯曲通孔件内壁上;
步骤4)所述的浆料挤出装置再次工作,在第二腔体位置处挤出浆料后停止工作,然后向末端方向拉动软管,使软管的末端移动至第三腔体位置处,向末端方向抽移第一气管,使第一气管的首端在第二腔体中,然后向第二腔体中充气使其膨胀,挤压抹匀第二腔体位置处的浆料;如此依次地向末端方向挤压和抹匀浆料,直至末端最后一个腔体位置处浆料抹匀在弯曲通孔件件内壁上为止;
步骤5):第一膨胀体通电加热,对浆料进行干燥;打开所述的放气口,第一膨胀体收缩后拉出弯曲通孔件;
步骤6):将第二膨胀体和石墨纸从弯曲通孔件的末端拉入,直至从弯曲通孔件的首端伸出,第二气管工作,石墨纸被第二膨胀体撑开贴合弯曲通孔件内壁浆料层上;第二气管向第二膨胀体中通入惰性保护气体,对石墨纸通电,对浆料涂层全域瞬态熔覆。
进一步地,步骤4)完成后,先打开所述的放气口,使第一膨胀体收缩后将其拉出弯曲通孔件;然后再卸下对合半圆轴套中的半圆环套,旋转弯曲通孔件,重复步骤1)至步骤4),对旋转后的弯曲通孔件的内壁上重新挤压和抹匀浆料。
进一步地,弯曲通孔1的旋转角度为旋转180°度或者顺时针依次旋转120°,当弯曲通孔件旋转120°时,分三次对弯曲通孔件的内壁上挤压和抹匀浆料。
进一步地,在第一膨胀体穿入弯曲通孔件之前,在第一膨胀体外表面涂抹一层二硫化钼润滑脂。
进一步地,步骤2)和步骤6)中,采用柔性机器人将软管和第一膨胀体以及第二膨胀体和石墨纸拉入弯曲通孔件内。
本发明采用上述技术方案后的有益效果是:
1、本发明采用竹节状的膨胀体分段充气膨胀的方式来挤压预先喷涂在腔体处的浆料,使浆料一段一段地逐步均匀地涂抹在弯曲通孔的内壁上,使后续在原位加热所制备的预置涂层厚度均匀,熔覆效果好。
2、本发明采用膨胀体充气膨胀的方式使石墨纸舒展,贴合着弯曲通孔的内壁,利用电流通过随形石墨纸产生的焦耳热将浆料快速整体熔覆到内孔壁,可实现整个弯曲通孔内壁的全域同时熔覆,熔覆效率极高。
3、本发明可在弯曲通孔的内壁熔覆特殊性能的材料,从而降低了具有弯曲通孔的零部件的选材要求,降低了制造成本,熔覆过程简单,熔覆层性能优异,生产效率高,能实现其他涂层制备手段难以实现的弯曲内孔的涂层制备
4、本发明还可以实现弯曲通孔内壁的修复,使废旧产品重新获得不低于新产品的使用性能,从而节约了资源和能源。
附图说明
图1为本发明一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置中的浆料挤出装置的结构示意图;
图2为本发明一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置中的膨胀体涂抹装置在弯曲通孔件中初始状态示意图;
图3为图2中膨胀体涂抹装置的工作状态示意图;
图4为图2中单个挡板、单个橡胶片装配结构放大图;
图5为本发明一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置中的石墨纸瞬态加热单元在弯曲通孔件中的工作状态示意图;
图6为图5中A-A剖面图;
图7为本发明一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置中的工件固定装置与固定弯曲通孔件的工作状态图;
图8为图7中B-B剖面图;
附图标记说明如下:
1-弯曲通孔件;2-浆料;100-空压机;101-气压控制器;102-料筒;103-软管;200-第一膨胀体;201-第一腔体;202-第一挡板;203-第一橡胶片;204-第二腔体;205-第二挡板;206-第二橡胶片;207-第三腔体;208-第N-1腔体;209-第N-1挡板;210-第N-1橡胶片;211-第N腔体;212-第N挡板;213-第N橡胶片;214-第一气管;215-放气口;300-第二膨胀体;301-石墨纸;302-第二气管;400-夹具体;401-基座;402-控制器;403-伸缩汽缸;404-对合半圆轴套;405-紧定螺栓。
具体实施方式
参见图1和图2,本发明一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置,包括浆料挤出装置、膨胀体涂抹装置、石墨纸瞬态加热单元和工件固定装置。
所述的浆料挤出装置能将浆料挤入弯曲通孔件1内,在弯曲通孔件1的内壁上涂敷浆料。浆料挤出装置包括空压机100、气压控制器101和料筒102,三者依次相连接,通过软管103串接。空压机100与气压控制器101之间、气压控制器101与料筒102之间均用较短的软管103相连,在料筒102中装有浆料2,料筒102的出料口连接一根较长的软管103的首端,该较长的软管103能伸入到弯曲通孔件1中涂敷浆料。
气压控制器101设置参数控制空压机100压缩空气的压力,进而控制料筒102内浆料2注入弯曲通孔件1内壁时的涂敷速度,保证浆料涂敷时的稳定性。
所述的膨胀体涂抹装置包括第一膨胀体200,第一膨胀体200的材质为碳纤维增强橡胶。第一膨胀体200为长筒形,其首端开有放气口215,初始状态时,放气口215常闭。在第一膨胀体200内腔中,从首端到末端设有多个挡板,多个挡板将第一膨胀体200的内腔分隔成多个腔体,相邻两个腔体间用一个挡板隔断。多个挡板结构相同,均为圆盘形。每个挡板的边缘与第一膨胀体200内壁密封连接。即在第一膨胀体200内部从首端到末端依次用第一挡板202、第二挡板205……第N-1挡板209、第N挡板212将第一膨胀体200内腔分隔成第一腔体201、第二腔体204、第三腔体207……第N腔体211,其中,第N挡板212设在第一膨胀体200的末端开口处。如此形成一段段的如竹节状的膨胀体涂抹装置。
参见图4,在每个挡板上开有一个贯通的小孔,小孔开有挡板的中心位置。每个挡板在靠近首端的侧面上各连接一个橡胶片,即从首端到末端分别是第一橡胶片203、第二橡胶片206……第N-1橡胶片210、第N橡胶片213,对应地连接于第一挡板202、第二挡板205……第N-1挡板209、第N挡板212。每个橡胶片的上端与相应的挡板固连,下端自然垂下,能挡住所连接挡板上的小孔。橡胶片的作用是能阻止气体从首端向末端方向流动,而允许其从末端向首端方向移动。
第一膨胀体200的尾端经电极连接上电源,当电源通电使电流经过第一膨胀体200时,第一膨胀体200的碳纤维会产生焦耳热,使第一膨胀体200的温度升高,从而能将浆料干燥。
在第一膨胀体200中能插入一根第一气管214,第一气管214的外径小于挡板上的小孔的孔径,第一气管214能从第一膨胀体200的末端向首端方向伸入,依序穿过每个挡板上的小孔,依序顶开每个橡胶片,第一气管214的首端能进入到第一腔体201中,第一气管214的末端从第一膨胀体200的末端处向外伸出,参见图2。
第一膨胀体200内的挡板的外径与所述的较长的软管103的外径之和,应该小于待加工的弯曲通孔件1的内径,使第一膨胀体200和软管10能够并行同时伸入弯曲通孔件1中。
参见图3,对弯曲通孔件1内壁进行挤压浆料和充气涂抹的过程是:较长的软管103在第一膨胀体200的首端处的第一腔体201中挤出浆料2,第一气管214充气,使第一腔体201膨胀,膨胀体向弯曲通孔件1的内壁挤压浆料2,使浆料2抹匀在弯曲通孔件1内壁上。然后,软管103向右移动至第二腔体204中挤出浆料2,同时,向末端方向抽移第一气管214,使第一气管214移至第二腔体204中,在第二腔体204中充气膨胀,挤压抹匀第二腔体204附近的浆料2。如此依次地往下一个腔体中挤压浆料和逐步充气膨胀涂抹,即依次地向第三腔体207……第N-1腔体208、第N腔体211中挤出浆料和充气膨胀涂抹,实现使弯曲通孔件1内浆料2的一段一段抹匀,可得到更加均匀的预置涂层。
在挤压浆料和充气涂抹的过程中,由于每个挡板的小孔处有软质橡胶片的阻挡,当靠近首端的腔体的膨胀体充气膨胀时,气体不会流入相对地靠近末端的腔体中。即当第一腔体201充气膨胀时,气体不会流入第二腔体204至第N腔体211中,同样当第二腔体204充气膨胀时,气体不会流入第三腔体207至第N腔体211中,气体始终都保持着只允许其从末端向首端方向一致流动的单向性,确保浆料2能有序地一段一段地抹匀。
参见图5和图6,所述的石墨纸瞬态加热单元,能伸入在弯曲通孔件1内,包括第二膨胀体300、石墨纸301和第二气管302。石墨纸301的形状与弯曲通孔件1内壁的形状一致,并将其包裹在第二膨胀体300的外侧表面上,第二气管302与第二膨胀体300连接且连通,可向第二膨胀体300内部充气。当第二气管302充气使第二膨胀体300膨胀时,可使石墨纸301撑开,由于石墨纸301形状与弯曲通孔件1的内壁一致,所以石墨纸301可贴合在弯曲通孔件1的内壁上。
参见图7和图8,在弯曲通孔件1的外部设置所述的工件固定装置,其包括夹具体400、基座401、对合半圆轴套404、伸缩汽缸403、控制器402和紧定螺栓405。基座401水平布置,通过伸缩汽缸403连接夹具体400,夹具体400固定连接对合半圆轴套404。伸缩汽缸403与基座401相垂直,伸缩端与夹具体400固定连接。共有两个伸缩汽缸403、两个夹具体400和两个对合半圆轴套404,沿弯曲通孔件1的长度方向分开布置形成两个支撑固定点。每个对合半圆轴套404各有两个完全相同的半圆环套组成,两个半圆环套对合组装成一个能够容纳弯曲通孔件1的圆筒状的套子,其中的一个半圆环套与夹具体400固定连接不动,另一个半圆环套为可拆卸式,另一个半圆环套上开有螺纹孔,通过相配的紧定螺栓405拆卸或固定。当拆下紧定螺栓405,移开另一个半圆环套时,可在对合半圆轴套404内部放上待加工的弯曲通孔件1,然后再固定另一个半圆环套,并拧紧紧定螺栓405,使紧定螺栓405压紧弯曲通孔件1的外侧壁,可实现弯曲通孔件1的固定。控制器402经控制线连接两个伸缩汽缸403,通过控制器402控制两个伸缩汽缸403工作,调节弯曲通孔件1的位置,使其处于水平的位置。伸缩汽缸403可适应任何弯曲度较大的弯曲通孔件1工件,使其在固定时不因其弯曲弧度太大而造成不平稳、难以操作的情况。
参见图1-8,本发明所述的一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置对弯曲通孔件1实现熔覆的方法包括如下步骤:
步骤一:打开对合半圆轴套404,放入待加工的弯曲通孔件1,再套上对合半圆轴套404并拧紧紧定螺栓405,控制器402控制伸缩汽缸403,调节弯曲通孔件1处于较好操作的位置。
步骤二:往浆料挤出装置的料筒102内倒入由粉末和粘结剂混合成的浆料2。在第一膨胀体200外表面涂抹一层二硫化钼润滑脂,使第一膨胀体200膨胀涂抹挤压浆料2时,不粘连浆料2,保证浆料2始终黏附在弯曲通孔件1的内壁上。
步骤三:将第一气管214从第一膨胀体200的末端至首端,依次穿过挡板上的小孔和顶开橡胶片。第一气管214先通过第N挡板212上的小孔,顶开第N橡胶片213后伸入到第N腔体211中,再依此通过第N-1挡板209上的小孔和顶开第N-1橡胶片210,如此,直至,进入第一腔体201中,使第一气管214整个伸入在第一膨胀体200中。
步骤四:将较长的软管103的末端与第一膨胀体200的首端连接在一起,采用柔性机器人将两者从弯曲通孔件1的末端位置拉入弯曲通孔件1内,穿过弯曲通孔件1,直至第一膨胀体200与软管103从弯曲通孔1的首端位置伸出。然后,断开第一膨胀体200与软管103的连接,使第一膨胀体200和软管103相脱离,这样,第一膨胀体200和软管103并行穿在弯曲通孔件1中,软管103也可以自由地在弯曲通孔件1中向末端方向移动。
步骤五:浆料挤出装置工作,打开空压机100,通过气压控制器101控制浆料2挤出。首先软管103在第一膨胀体200的第一腔体201位置处挤出设定量的浆料2,然后,空压机100停止工作。向末端方向拉动软管103,使软管103的末端移动至第二腔体204位置处,软管103每移动一次的距离等于相邻两个腔体中心之间的距离。之后,第一气管214充气,使第一腔体201膨胀,第一腔体201的膨胀体挤压附近的浆料2,使浆料2抹匀在弯曲通孔件1的内壁上。
在第一腔体201位置处的浆料2挤压抹匀后,浆料挤出装置再次工作,空压机100工作,在第二腔体204位置处挤出浆料2后停止工作,然后向末端方向拉动软管103,使软管103的末端移动至第三腔体207位置处。同时,向末端方向抽移第一气管214,使第一气管214的首端在第二腔体204中,然后向第二腔体204充气使其膨胀,挤压抹匀第二腔体204位置处的浆料2,使浆料2抹匀在弯曲通孔件1的内壁上,工作状态参见图3所示。
如此雷同地往复操作,依次地向末端方向挤压和抹匀浆料2,直至第N腔体211位置处的浆料2抹匀在弯曲通孔件件1的内壁上为止,也是末端最后一个腔体完成抹浆,此时,整个第一膨胀体200中的每个腔体都充满了气体。
步骤六:为了使弯曲通孔件1的内壁都能厚度均匀地涂抹上浆料2,先打开第一膨胀体200首端的放气口215,第一腔体201逐渐放气收缩,第一腔体201压强减小,第二腔体204中压强较大,因压力差顶开第一橡胶片203,第二腔体204的气体流入第一腔体201中,随后第三腔体207的气体经第二腔体204从第一腔体201流出,如此依次地,使第N腔体211中的气体流出,使第一膨胀体200彻底收缩后。在第一膨胀体200彻底收缩后,将其拉出弯曲通孔件1。
步骤七:打开工件固定装置的紧定螺栓405,卸下对合半圆轴套404中的半圆环套,旋转弯曲通孔件1,将弯曲通孔件1旋转一定角度后固定。然后,再重复步骤三至步骤五,对旋转后的弯曲通孔件1的内壁上重新挤压和抹匀浆料2,使弯曲通孔件1的整个内壁区域都厚度均匀地涂抹上浆料2,完成后先不对第一膨胀体200放气。
弯曲通孔件1的旋转角度为旋转180°度或者顺时针依次旋转120°,当弯曲通孔件1旋转120°时,要重复步骤七两次,也就是分三次每隔120°涂抹浆料2,可使浆料2完全均匀一致地涂抹在弯曲通孔件1内。此时,不对第一膨胀体200放气。
步骤八:当弯曲通孔件1内的浆料2完全涂抹好后,此时整个第一膨胀体200中的每个腔体都充满了气体,将第一膨胀体200的末端接电源通电,由于第一膨胀体200材质为碳纤维增强橡胶,所以电流通过碳纤维时产生焦耳热,加热膨胀体,进而对浆料2进行干燥。电源工作到设定的时间后停止,之后重复步骤六,即对第一膨胀体200放气,并将其拉出弯曲通孔件1。
步骤九:将与弯曲通孔形状一致的石墨纸301包裹在第二膨胀体300上,采用柔性机器人连接第二膨胀体300,将第二膨胀体300和石墨纸301从弯曲通孔件1的末端拉入,直至从弯曲通孔件1的首端伸出。第二气管302工作,向第二膨胀体300内充气使其膨胀,石墨纸301被第二膨胀体300撑开,直至完全贴合弯曲通孔件1内壁浆料层上。然后,从第二气管302向第二膨胀体300中通入惰性保护气体,再对石墨纸301通电,根据熔覆的材料确定石墨纸301两端的电压,通过石墨纸301的电流密度一般为1200-2000A/m2,石墨纸301瞬间急剧升温,造成浆料2涂层的全域瞬态熔覆,得到高性能的熔覆层。熔覆结束后,将第二膨胀体300和石墨纸301拉出弯孔。
步骤十:松开工件固定装置上方的紧定螺栓405,取出熔覆后的弯曲通孔件1。
在加工完成一个弯曲通孔件1后,重复上述步骤一至步骤十,从而实现多个弯曲通孔件1的连续加工。
Claims (10)
1.一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置,包括浆料挤出装置、膨胀体涂抹装置、石墨纸瞬态加热单元和工件固定装置,其特征是:
所述的浆料挤出装置包括依次连接的空压机(100)、气压控制器(101)和料筒(102),料筒(102)的出料口连接软管(103)的首端;
所述的膨胀体涂抹装置包括首端开有放气口(215)的第一膨胀体(200),从首端到末端设有多个挡板将第一膨胀体(200)的内腔分隔成多个腔体,每个挡板上开有一个贯通的小孔,每个挡板在靠近首端侧面上各连接一个能挡住所述的小孔的橡胶片;
所述的石墨纸瞬态加热单元包括第二膨胀体(300)、石墨纸(301)和第二气管(302),石墨纸(301)的形状与弯曲通孔件(1)内壁的形状一致且包裹在第二膨胀体(300)的外侧表面上,第二气管(302)与第二膨胀体(300)连接且连通;
所述的工件固定装置包括由两个相同的半圆环套组成的对合半圆轴套(404),其中一个半圆环套固定连接不动,另一个半圆环套为可拆卸式,弯曲通孔件(1)固定放置在对合半圆轴套(404)内。
2.根据权利要求1所述的一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置,其特征是:所述的工件固定装置还包括夹具体(400)、基座(401)、伸缩汽缸(403)、控制器(402)和紧定螺栓(405),基座(401)通过伸缩汽缸(403)连接夹具体(400),夹具体(400)固定连接对合半圆轴套(404),共有两个伸缩汽缸(403)、两个夹具体(400)和两个对合半圆轴套(404),沿弯曲通孔件(1)的长度方向分开布置形成两个支撑固定点,可拆卸式的半圆环套上开有螺纹孔,与螺纹孔相配的紧定螺栓(405)压紧弯曲通孔件(1);控制器(402)经控制线连接两个伸缩汽缸(403),两个伸缩汽缸(403)工作以调节弯曲通孔件(1)水平位置。
3.根据权利要求1所述的一种弯曲通孔的全域瞬态熔覆装置,其特征是:每个挡板上的中心位置开有所述的小孔,所述的挡板的外径与软管(103)的外径之和小于弯曲通孔件(1)的内径。
4.一种如权利要求1所述的全域瞬态熔覆装置的熔覆方法,其特征是包含有以下步骤:
步骤1):将第一气管(214)从第一膨胀体(200)的末端至首端,依次穿过挡板上的小孔和顶开橡胶片,整个伸入在第一膨胀体(200)中;
步骤2):软管103的末端与第一膨胀体(200)的首端连接在一起,将两者从弯曲通孔件(1)的末端位置拉入弯曲通孔件(1)内,穿过弯曲通孔件(1)直至从弯曲通孔(1)的首端伸出,断开第一膨胀体(200)与软管(103)的连接;
步骤3):所述的浆料挤出装置工作,通过软管(103)在所述的多个腔体中的第一腔体位置处挤出料筒(102)中的浆料(2),浆料挤出装置停止工作,向末端方向拉动软管(103,使软管103)的末端移动至第二腔体位置处;所述的第一气管(214)充气,第一腔体膨胀挤压浆料(2),使浆料(2)抹匀在弯曲通孔件(1)的内壁上;
步骤4)所述的浆料挤出装置再次工作,在第二腔体位置处挤出浆料后停止工作,然后向末端方向拉动软管(103),使软管(103)的末端移动至第三腔体位置处,向末端方向抽移第一气管(214),使第一气管(214)的首端在第二腔体(204)中,然后向第二腔体中充气使其膨胀,挤压抹匀第二腔体位置处的浆料(2);如此依次地向末端方向挤压和抹匀浆料(2),直至末端最后一个腔体位置处浆料(2)抹匀在弯曲通孔件件(1)的内壁上为止;
步骤5):对第一膨胀体(200)通电加热,对浆料(2)进行干燥;然后打开所述的放气口(215),第一膨胀体(200)收缩后拉出弯曲通孔件(1);
步骤6):将第二膨胀体(300)和石墨纸(301)从弯曲通孔件(1)的末端拉入,直至从弯曲通孔件(1)的首端伸出,第二气管(302)工作,石墨纸(301)被第二膨胀体(300)撑开贴合弯曲通孔件(1)内壁浆料层上;第二气管(302)向第二膨胀体(300)中通入惰性保护气体,对石墨纸(301)通电,对浆料(2)涂层全域瞬态熔覆。
5.根据权利要求4所述的全域瞬态熔覆装置的熔覆方法,其特征是:步骤4)完成后,先打开所述的放气口(215),使第一膨胀体(200)收缩后将其拉出弯曲通孔件(1);然后再卸下对合半圆轴套(404)中的半圆环套,旋转弯曲通孔件(1),重复步骤1)至步骤4),对旋转后的弯曲通孔件(1)的内壁上重新挤压和抹匀浆料(2)。
6.根据权利要求5所述的全域瞬态熔覆装置的熔覆方法,其特征是:弯曲通孔件(1)的旋转角度为旋转180°度或者顺时针依次旋转120°,当弯曲通孔件(1)旋转120°时,分三次对弯曲通孔件(1)的内壁上挤压和抹匀浆料(2)。
7.根据权利要求4所述的全域瞬态熔覆装置的熔覆方法,其特征是:在第一膨胀体(200)穿入弯曲通孔件之前,在第一膨胀体(200)外表面涂抹一层二硫化钼润滑脂。
8.根据权利要求4所述的全域瞬态熔覆装置的熔覆方法,其特征是:步骤2)和步骤6)中,采用柔性机器人将软管(103)和第一膨胀体(200)、第二膨胀体(300)和石墨纸(301)拉入弯曲通孔件(1)内。
9.根据权利要求4所述的全域瞬态熔覆装置的熔覆方法,其特征是:步骤6)中,通过石墨纸(301)的电流密度为1200-2000A/m2。
10.根据权利要求4所述的全域瞬态熔覆装置的熔覆方法,其特征是:通过气压控制器(101)设置参数控制空压机(100)的压缩空气的压力,控制浆料(2)注入弯曲通孔件(1)内壁时的速度。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116766491A (zh) * | 2023-08-15 | 2023-09-19 | 南通满昌电子科技有限公司 | 一种塑料制品的注塑成型方法及模具 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1478233A (fr) * | 1966-05-03 | 1967-04-21 | Procédé pour le placage intérieur de corps creux, installation pour la mise en oeuvre dudit procédé, et corps plaqués ainsi obtenus | |
DE3138942A1 (de) * | 1981-09-30 | 1983-04-14 | Osaka Gas Co. Ltd., Osaka | Verfahren zum beschichten der innenwandung von rohrleitungen |
US5059453A (en) * | 1990-03-08 | 1991-10-22 | Inductametals Corporation | Method and apparatus for metalizing internal surfaces of metal bodies such as tubes and pipes |
FR2721842A1 (fr) * | 1994-06-30 | 1996-01-05 | Balleret Hubert | Procede et dipositif permettant le depot de revetement dans les alesages de petit diametre |
JPH11162481A (ja) * | 1997-11-26 | 1999-06-18 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池材料塗布装置、燃料電池材料の塗布方法及びそれを用いた燃料電池材料の成膜方法 |
US20120258273A1 (en) * | 2011-04-06 | 2012-10-11 | Esco Corporation | Hardfaced Wearpart Using Brazing And Associated Method And Assembly For Manufacturing |
US20160375465A1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-12-29 | Brugg Rohrsysteme Gmbh | Method and apparatus for coating a pipe |
DE102018129147A1 (de) * | 2018-11-20 | 2020-05-20 | Maik Huck | Verfahren und Vorrichtung zum Farbbeschichten von Rohrleitungen |
CN112246550A (zh) * | 2020-08-28 | 2021-01-22 | 南京阿兹曼电子科技有限公司 | 一种水管内壁涂覆装置及其涂覆方法 |
CA3093122A1 (en) * | 2019-11-03 | 2021-05-03 | Darcy Leigh Beaumont | Curing and removal of liners and coatings |
-
2022
- 2022-07-25 CN CN202210875718.XA patent/CN115233216B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1478233A (fr) * | 1966-05-03 | 1967-04-21 | Procédé pour le placage intérieur de corps creux, installation pour la mise en oeuvre dudit procédé, et corps plaqués ainsi obtenus | |
DE3138942A1 (de) * | 1981-09-30 | 1983-04-14 | Osaka Gas Co. Ltd., Osaka | Verfahren zum beschichten der innenwandung von rohrleitungen |
US5059453A (en) * | 1990-03-08 | 1991-10-22 | Inductametals Corporation | Method and apparatus for metalizing internal surfaces of metal bodies such as tubes and pipes |
FR2721842A1 (fr) * | 1994-06-30 | 1996-01-05 | Balleret Hubert | Procede et dipositif permettant le depot de revetement dans les alesages de petit diametre |
JPH11162481A (ja) * | 1997-11-26 | 1999-06-18 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池材料塗布装置、燃料電池材料の塗布方法及びそれを用いた燃料電池材料の成膜方法 |
US20120258273A1 (en) * | 2011-04-06 | 2012-10-11 | Esco Corporation | Hardfaced Wearpart Using Brazing And Associated Method And Assembly For Manufacturing |
US20160375465A1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-12-29 | Brugg Rohrsysteme Gmbh | Method and apparatus for coating a pipe |
DE102018129147A1 (de) * | 2018-11-20 | 2020-05-20 | Maik Huck | Verfahren und Vorrichtung zum Farbbeschichten von Rohrleitungen |
CA3093122A1 (en) * | 2019-11-03 | 2021-05-03 | Darcy Leigh Beaumont | Curing and removal of liners and coatings |
CN112246550A (zh) * | 2020-08-28 | 2021-01-22 | 南京阿兹曼电子科技有限公司 | 一种水管内壁涂覆装置及其涂覆方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116766491A (zh) * | 2023-08-15 | 2023-09-19 | 南通满昌电子科技有限公司 | 一种塑料制品的注塑成型方法及模具 |
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