CN115287425A - 一种超声喷丸金属构件压花设备和工艺 - Google Patents

一种超声喷丸金属构件压花设备和工艺 Download PDF

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翟锰钢
赵夙
袁黎明
李一飞
于磊
尚晓峰
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    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/04Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
    • C21D7/06Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like

Abstract

本发明涉及喷丸强化技术领域,特别是涉及一种超声喷丸金属构件压花设备和工艺,包括工作台,工作台顶面设有工作组件,工作组件包括支撑部,支撑部与工作台顶面固接,支撑部顶面固接有两Y轴滑轨,两Y轴滑轨对称设置,Y轴滑轨顶部滑动连接有同一X轴滑轨,X轴滑轨中轴线与Y轴滑轨垂直,X轴滑轨中部滑动连接有Z轴滑轨,Z轴滑轨轴线与X轴滑轨轴线垂直,Z轴滑轨侧壁滑动连接有第三滑块,第三滑块转动连接有超声波喷丸枪,工作台顶面设有夹持部,夹持部用于固定金属板件。本发明可以达到无需针对不同花纹更换辊轮并适应不同工件表面弯曲程度的目的。

Description

一种超声喷丸金属构件压花设备和工艺
技术领域
本发明涉及喷丸强化技术领域,特别是涉及一种超声喷丸金属构件压花设备和工艺。
背景技术
目前本领域普遍采用辊轮辊压方式在金属板表面辊压形成压花纹理,该种设备压制的纹理由辊轮表面的花纹决定,而辊轮匀速回转具有明显的周期性,因此用此类设备生产的压花纹理也具有明显的周期性;另外此类设备如果想更改压花纹理只能通过更换不同纹理的辊轮来实施,因此会配置大量不同花纹类型的辊轮,而且更换辊轮也费时费力,所以经济性较差、使用也不方便。另外传统辊压方式只适合在平板上压花,对于不规则曲面结构模具表面的压花力所难及,因此亟需一种超声喷丸金属构件压花设备和工艺来解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种超声喷丸金属构件压花设备和工艺,以解决上述问题,达到无需针对不同花纹更换辊轮并适应不同工件表面弯曲程度的目的。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:一种超声喷丸金属构件压花设备,包括工作台,所述工作台顶面设有工作组件,所述工作组件包括支撑部,所述支撑部与所述工作台顶面固接,所述支撑部顶面固接有两Y轴滑轨,两所述Y轴滑轨对称设置,所述Y轴滑轨顶部滑动连接有同一X轴滑轨,所述X轴滑轨中轴线与所述Y轴滑轨垂直,所述X轴滑轨中部滑动连接有Z轴滑轨,所述Z轴滑轨轴线与所述X轴滑轨轴线垂直,所述Z轴滑轨侧壁滑动连接有第三滑块,所述第三滑块转动连接有超声波喷丸枪,所述工作台顶面设有夹持部,所述夹持部用于固定金属板件。
优选的,所述支撑部包括若干支架,所述支架底面与所述工作台固接,所述支架顶面与所述Y轴滑轨固接。
优选的,所述Y轴滑轨顶面滑动连接有第一滑块,所述第一滑块顶部与所述X轴滑轨固接。
优选的,所述X轴滑轨侧壁滑动连接有第二滑块,所述第二滑块侧壁与所述Z轴滑轨侧壁固接。
优选的,所述超声波喷丸枪顶部与所述第三滑块转动连接,所述第三滑块顶部固接有回转电机,所述回转电机输出轴与所述超声波喷丸枪顶部转动连接。
优选的,所述夹持部包括若干快速夹钳,所述快速夹钳与所述工作台顶面固接。
优选的,所述工作台底面固接有若干支腿。
一种超声喷丸金属构件压花工艺基于一种超声喷丸金属构件压花设备,将金属板件表面分割为若干区域,对每一区域进行喷丸处理,喷丸处理后在每一区域形成喷丸图案。
优选的,所述图案参数方程为:
x=A1 cos(3πt)(4 sin(3πt)2-1)cos(3πt)
y=A1cos(3πt)(4sin(3πt)2-1)sin(3πt)
A1的取值范围为5至50(5、20、50)。
x=4A2 cos(2πt)+A2 cos(3πt)
y=4A2 sin(3πt)-A2 sin(3πt)
A2的取值范围为1至10。
x=A3(4+sin(B3πt))cos(2πt)
y=A3(4+sin(B3πt))sin(2πt)
A3为正实数,B3为正整数,且A3的取值在[1,10]内,
B3的取值范围为5至10,表示角的个数。
x=3A5 sin(2πt)+A5 sin(6πt)
y=2A5 sin(4πt)+A5 sin(8πt)
A5的取值范围为5√2/4至50√2/4。
其中x为所述超声波喷丸枪(3)横向移动轨迹,y为所述超声波喷丸枪(3)纵向移动轨迹。
本发明具有如下技术效果:工作台用于安放待喷丸的金属板件,工作组件具有上下左右前后以及绕竖直方向转动的功能,从而带动超声波喷丸枪完成喷丸工作,支撑部用于连接工作台和两Y轴滑轨,两个Y轴滑轨有助于X轴滑轨的平稳运行,Z轴滑轨可沿X轴滑轨做直线运动,第三滑块可沿Z轴滑轨做竖直方向的运动,同时第三滑块带动超声波喷丸枪做竖直方向的运动,超声波喷丸枪也可绕第三滑块转动,通过超声波喷丸枪可在金属板件进行喷丸处理,代替了传统的辊压方式,无需更换压辊,节约成本,同时不受金属板件表面弯曲程度的限制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明实施例2结构示意图;
图3-5为本发明实施例3图案示意图;
图6-8为本发明实施例4图案示意图;
图9-14为本发明实施例5图案示意图;
图15-17为本发明实施例6图案示意图;
其中,1、工作台;2、Y轴滑轨;3、超声波喷丸枪;4、X轴滑轨;5、回转电机;6、Z轴滑轨;7、金属板件;8、快速夹钳;9、支架;10、支腿;11、第一滑块;12、第二滑块;13、第三滑块。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
参照图1,本实施例提供一种超声喷丸金属构件压花设备,包括工作台1,工作台1顶面设有工作组件,工作组件包括支撑部,支撑部与工作台1顶面固接,支撑部顶面固接有两Y轴滑轨2,两Y轴滑轨2对称设置,Y轴滑轨2顶部滑动连接有同一X轴滑轨4,X轴滑轨4中轴线与Y轴滑轨2垂直,X轴滑轨4中部滑动连接有Z轴滑轨6,Z轴滑轨6轴线与X轴滑轨4轴线垂直,Z轴滑轨6侧壁滑动连接有第三滑块13,第三滑块13转动连接有超声波喷丸枪3,工作台1顶面设有夹持部,夹持部用于固定金属板件7。工作台1用于安放待喷丸的金属板件7,工作组件具有上下左右前后以及绕竖直方向转动的功能,从而带动超声波喷丸枪3完成喷丸工作,支撑部用于连接工作台1和两Y轴滑轨2,两个Y轴滑轨2有助于X轴滑轨4的平稳运行,Z轴滑轨6可沿X轴滑轨4做直线运动,第三滑块13可沿Z轴滑轨6做竖直方向的运动,同时第三滑块13带动超声波喷丸枪3做竖直方向的运动,超声波喷丸枪3也可绕第三滑块13转动,通过超声波喷丸枪3可在金属板件7进行喷丸处理,代替了传统的辊压方式,无需更换压辊,节约成本,同时不受金属板件7表面弯曲程度的限制。
进一步优化方案,支撑部包括若干支架9,支架9底面与工作台1固接,支架9顶面与Y轴滑轨2固接。支架9分为两组,两组支架9并排设置,支架9将Y轴滑轨2抬高,方便金属板件7的安装。
进一步优化方案,Y轴滑轨2顶面滑动连接有第一滑块11,第一滑块11顶部与X轴滑轨4固接。第一滑块11可沿Y轴滑轨2做直线滑动,带动X轴滑轨4做直线运动,第一滑块11边部可固接第一电机(图中未画出),第一电机的输出轴固接有第一齿轮(图中未画出),Y轴滑轨2边部固接有第一齿条(图中未画出),第一齿条与第一齿轮相啮合,实现第一滑块11的自动控制。
进一步优化方案,X轴滑轨4侧壁滑动连接有第二滑块12,第二滑块12侧壁与Z轴滑轨6侧壁固接。第二滑块12可沿X轴滑轨4做直线滑动,带动Z轴滑轨6做直线运动,第二滑块12边部可固接第二电机(图中未画出),第二电机的输出轴固接有第二齿轮(图中未画出),X轴滑轨4边部固接有第二齿条(图中未画出),第二齿条与第二齿轮相啮合,实现第二滑块12的自动控制;第三滑块13边部固接有第三电机,第三电机(图中未画出)的输出轴固接有第三齿轮(图中未画出),Z轴滑轨6侧壁固接有第三齿条(图中未画出),第三齿条与第三齿轮相啮合。
进一步优化方案,超声波喷丸枪3顶部与第三滑块13转动连接,第三滑块13顶部固接有回转电机5,回转电机5输出轴与超声波喷丸枪3顶部转动连接。回转电机5的转动会带动超声波喷丸枪3的转动,有利于提高喷丸过程的便捷性。
进一步优化方案,夹持部包括若干快速夹钳8,快速夹钳8与工作台1顶面固接。通过快速夹钳8将金属板件7边部夹住,防止喷丸过程中金属板件7位移。
进一步优化方案,工作台1底面固接有若干支腿10。支腿10用于支撑工作台1,使工作台1稳定。
本实施例的工作过程如下:启动超声波喷丸枪3,使超声波喷丸枪3的喷丸针作垂直方向高频随机振动,通过快速夹钳8将金属板件7边部夹住,通过第一滑块11、第二滑块12和第三滑块13的运动间接带动超声波喷丸枪3运动,使超声波喷丸枪3可扫过金属板件7上方的位置,实现金属板件7表面所有位置的喷丸处理。
实施例2
参照图2,本实施例与实施例1的区别仅在于,工作台1中部开设有让位空间,工作台1上下两面均设有工作组件,两工作组件对称设置,通过本实施例的方案可同时完成金属板件7上下表面同时喷丸处理,双面采用相同的工艺参数喷丸压花可以进行双面压制相同的纹理,这种工艺会在正反面对称的植入相同的残余压应力,使得板件在压花不易发生形变。
实施例3
参照图3-5,一种超声喷丸金属构件压花工艺,将金属板件7表面分割为若干区域,对每一区域进行喷丸处理,喷丸处理后在每一区域形成喷丸图案。
所述图案参数方程为:
x=A1 cos(3πt)(4 sin(3πt)2-1)cos(3πt)
y=A1 cos(3πt)(4sin(3πt)2-1)sin(3πt)
其中x为所述超声波喷丸枪3横向移动轨迹,y为所述超声波喷丸枪3纵向移动轨迹。
其中A1的取值范围为5至50,A1为三叶草图案的瓣径,当A1=5时,其图案如图3所示,当A1=20时,其图案如图4所示,当A1=50时,其图案如图5所示。
实施例4
参照图6-8,所述图案参数方程为:
x=4A2 cos(2πt)+A2 cos(3πt)
y=4A2 sin(3πt)-A2 sin(3πt)
A2的取值范围为1至10,当A2=1时,其图案如图6所示,当A2=4时,其图案如图7所示,当A2=10时,其图案如图8所示。
实施例5
参照图9-14,所述图案参数方程为:
x=A3(4+sin(B3πt))cos(2πt)
y=A3(4+sin(B3πt))sin(2πt)
A3为正实数,B3为正整数,且A3的取值在[1,10]内,B3的取值范围为5至10,表示角的个数。当A3=1,B3=5时,其图案如图9所示,当A3=4,B3=5时,其图案如图10所示,当A3=10,B3=5时,其图案如图11所示,当A3=1,B3=10时,其图案如图12所示,当A3=4,B3=10时,其图案如图13所示,当A3=10,B3=10时,其图案如图14所示。
实施例6
参照图15-17,所述图案参数方程为:
x=3A5 sin(2πt)+A5 sin(6πt)
y=2A5 sin(4πt)+A5 sin(8πt)
A5的取值范围为5√2/4至50√2/4,图案为长为2√2A5,宽为(3√3)/2A5的领结图案,当A5=5√2/4时,其图案如图15所示,当A5=20√2/4时,其图案如图16所示,当A5=50√2/4时,其图案如图17所示。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种超声喷丸金属构件压花设备,其特征在于:包括工作台(1),所述工作台(1)顶面设有工作组件,所述工作组件包括支撑部,所述支撑部与所述工作台(1)顶面固接,所述支撑部顶面固接有两Y轴滑轨(2),两所述Y轴滑轨(2)对称设置,所述Y轴滑轨(2)顶部滑动连接有同一X轴滑轨(4),所述X轴滑轨(4)中轴线与所述Y轴滑轨(2)垂直,所述X轴滑轨(4)中部滑动连接有Z轴滑轨(6),所述Z轴滑轨(6)轴线与所述X轴滑轨(4)轴线垂直,所述Z轴滑轨(6)侧壁滑动连接有第三滑块(13),所述第三滑块(13)转动连接有超声波喷丸枪(3),所述工作台(1)顶面设有夹持部,所述夹持部用于固定金属板件(7)。
2.根据权利要求1所述一种超声喷丸金属构件压花设备,其特征在于:所述支撑部包括若干支架(9),所述支架(9)底面与所述工作台(1)固接,所述支架(9)顶面与所述Y轴滑轨(2)固接。
3.根据权利要求1所述一种超声喷丸金属构件压花设备,其特征在于:所述Y轴滑轨(2)顶面滑动连接有第一滑块(11),所述第一滑块(11)顶部与所述X轴滑轨(4)固接。
4.根据权利要求1所述一种超声喷丸金属构件压花设备,其特征在于:所述X轴滑轨(4)侧壁滑动连接有第二滑块(12),所述第二滑块(12)侧壁与所述Z轴滑轨(6)侧壁固接。
5.根据权利要求1所述一种超声喷丸金属构件压花设备,其特征在于:所述超声波喷丸枪(3)顶部与所述第三滑块(13)转动连接,所述第三滑块(13)顶部固接有回转电机(5),所述回转电机(5)输出轴与所述超声波喷丸枪(3)顶部转动连接。
6.根据权利要求1所述一种超声喷丸金属构件压花设备,其特征在于:所述夹持部包括若干快速夹钳(8),所述快速夹钳(8)与所述工作台(1)顶面固接。
7.根据权利要求1所述一种超声喷丸金属构件压花设备,其特征在于:所述工作台(1)底面固接有若干支腿(10)。
8.一种超声喷丸金属构件压花工艺,所述压花工艺基于权利要求1-7任一项所述的一种超声喷丸金属构件压花设备,其特征在于:将金属板件(7)表面分割为若干区域,对每一区域进行喷丸处理,喷丸处理后在每一区域形成喷丸图案。
9.根据权利要求8所述一种超声喷丸金属构件压花工艺,其特征在于:所述图案参数方程为:
x=A1cos(3πt)(4sin(3πt)2-1)cos(3πt)
y=A1cos(3πt)(4sin(3πt)2-1)sin(3πt)
A1的取值范围为5至50(5、20、50);
x=4A2cos(2πt)+A2cos(3πt)
y=4A2sin(3πt)-A2sin(3πt)
A2的取值范围为1至10;
x=A3(4+sin(B3πt))cos(2πt)
y=A3(4+sin(B3πt))sin(2πt)
A3为正实数,B3为正整数,且A3的取值在[1,10]内,
B3的取值范围为5至10,表示角的个数;
x=3A5sin(2πt)+A5sin(6πt)
y=2A5sin(4πt)+A5sin(8πt)
A5的取值范围为5√2/4至50√2/4;
其中x为所述超声波喷丸枪(3)横向移动轨迹,y为所述超声波喷丸枪(3)纵向移动轨迹。
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