一种用于工件表面处理的磨料喷射加工设备的制作方法

本发明涉及磨料喷射加工，具体为一种用于工件表面处理的磨料喷射加工设备。

背景技术：

1、磨料喷射加工是一种利用高速气流携带微细磨料冲击工件表面以实现材料去除的特种加工方法，该技术凭借加工材料范围广、无热影响等优势，在材料表面处理领域得到了广泛应用，现有磨料喷射加工设备通常采用单一喷嘴或固定角度布置的多个喷嘴对工件进行喷射处理，然而，这类设备在实际应用中存在诸多不足：

2、其一，喷嘴的喷射方向相对固定，磨料射流能量集中于射流中心区域，一次性加工覆盖范围有限；

3、其二，工件在加工过程中往往仅作单一方向的旋转运动，磨料与工件表面的相对运动轨迹单一，难以实现各向同性的均匀加工；

4、其三，喷射处理与表面清理通常需要在不同设备或工序中分步完成，不仅降低了加工效率，也增加了工件转运过程中表面二次污染的风险；

5、基于此，本发明提供了一种用于工件表面处理的磨料喷射加工设备以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于工件表面处理的磨料喷射加工设备来解决现有设备难以对复杂形状工件的各个表面进行均匀、无死角的磨料喷射处理的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于工件表面处理的磨料喷射加工设备，包括舱体，舱体内设置有喷射工位和气吹工位，还包括：

3、下磨料喷嘴和下气嘴，对称安装在舱体的下部；

4、工作转架，转动安装在舱体上，工作转架的底部安装有与舱体内壁密封贴合的隔板，工作转架的底部安装有上磨料喷嘴和上气嘴，上磨料喷嘴与下磨料喷嘴呈斜对角相对设置且两者的工作时序交替，下气嘴和上气嘴呈斜对角相对设置且两者的工作时序交替，工作转架的外周安装有两个夹料机构；

5、夹料机构包括旋轴、摆动驱动模块以及设置在旋轴下方的铰接轴，旋轴的底部固定安装有铰接座，铰接轴与铰接座铰接，铰接轴上固定安装有定位挂轴座，定位挂轴座上夹装有工件，摆动驱动模块被配置为驱动铰接轴往复旋转，所述旋轴上转动套设有波纹密封罩，所述波纹密封罩与工作转架固定连接；

6、传动机构，用于驱动旋轴在喷射工位以第一转速旋转、在气吹工位以第二转速旋转以及在气吹工位驱动旋轴沿其轴线方向以两个不同的行程往复运动。

7、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

8、可选地，还包括立架，所述舱体固定安装在立架上，所述立架的端面固定安装有中控主机，所述舱体的端面在对应喷射工位与气吹工位的位置均开设有料口且舱体的端面铰接有料门，所述料门上安装有两个操作手筒，两个所述操作手筒的末端均安装有橡胶皮套，舱体的底部安装有卸料阀，所述定位挂轴座上在对应工件下方的位置螺纹安装有定位螺母。

9、可选地，还包括喷射三通管和进气三通管，所述工作转架的轴线处设有中心喷管，所述中心喷管上开设有相互隔绝的喷射流道和气吹流道，所述喷射流道和气吹流道的底端均开设有阀孔，两个所述阀孔选择性与上磨料喷嘴和上气嘴连通，所述上磨料喷嘴与喷射流道连通，所述上气嘴与气吹流道连通，所述喷射三通管的两端分别与喷射流道和下磨料喷嘴连通，所述进气三通管的两端分别与气吹流道和下气嘴连通。

10、可选地，所述喷射三通管与上磨料喷嘴和下磨料喷嘴的连通处、以及上气嘴和下气嘴与进气三通管的连通处均设置有电磁阀，所述电磁阀的电控端与中控主机通信连接，所述喷射三通管和进气三通管上均安装有法兰接头，所述上磨料喷嘴和下磨料喷嘴与旋轴轴线之间的夹角以及上气嘴和下气嘴与旋轴轴线之间的夹角均为45°。

11、可选地，所述夹料机构还包括传动轴以及滑动连接工作转架上的往复滑架，所述旋轴与传动轴传动连接，所述旋轴通过轴承转动安装在往复滑架上，所述传动轴上安装有第一齿轮，所述传动轴上通过轴承转动套设有套筒轴，所述套筒轴和传动轴上均安装有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮均通过传动机构驱动，所述工作转架上转动安装有凸轮轴，所述凸轮轴与套筒轴传动连接，所述凸轮轴上安装有两个对称设置的偏心块，两个所述偏心块的偏心距互不相同，所述往复滑架上转动安装有推辊，凸轮轴旋转时，两个所述偏心块交替推动推辊，所述往复滑架与工作转架之间安装有一个弹簧。

12、可选地，所述传动轴上开设有底端开口的同步插槽，所述旋轴的顶部固定设置有与同步插槽滑动连接的插接段，所述插接段和同步插槽的横截面均为正多边形，所述套筒轴和凸轮轴上均固定安装有同步锥齿轮，两个所述同步锥齿轮相互啮合。

13、可选地，所述摆动驱动模块包括固定安装在铰接轴上的往复锥齿轮，所述铰接轴与铰接座的转动连接处设置有扭簧，所述往复滑架上在对应往复锥齿轮上方及下方的位置均固定安装有一个不完全锥齿轮，旋轴旋转时，两个不完全锥齿轮交替与往复锥齿轮啮合连接。

14、可选地，两个所述不完全锥齿轮上有效啮合弧段对应的中心角均为120°，两个所述不完全锥齿轮上的有效啮合弧段呈180°错位设置。

15、可选地，所述传动机构包括通过轴承而转动套设在工作转架上的齿筒，所述齿筒通过轴承与立架转动连接，所述立架上固定安装有两个电机，两个所述电机的输出轴上均传动连接有同步齿带，一个所述同步齿带与工作转架传动连接，另一个所述同步齿带与齿筒传动连接，所述齿筒上固定安装有内齿齿圈，所述立架上在对应喷射工位与气吹工位的位置均转动安装有导轴，两个所述导轴上均安装有外齿齿轮，两个所述外齿齿轮均与内齿齿圈啮合连接，所述喷射工位中的导轴上固定安装有低速齿轮，所述低速齿轮在喷射工位与传动轴上的第二齿轮啮合连接，所述气吹工位中的导轴上固定安装有高速齿轮和往复传动齿轮，所述高速齿轮在气吹工位与传动轴上的第一齿轮啮合连接，所述往复传动齿轮在气吹工位与套筒轴上的第二齿轮啮合连接。

16、可选地，所述上磨料喷嘴与下磨料喷嘴的连线中点以及上气嘴与下气嘴的连线中点均在旋轴的轴线上。

17、本发明的有益效果是：

18、1、本发明通过旋轴驱动工件在喷射工位持续旋转的同时，由摆动驱动模块驱动铰接轴带动工件绕水平轴线往复摆动，使工件表面与斜对角布置且交替工作的上下磨料喷嘴之间形成动态变化的入射角度和冲击位置，有效避免了因单一旋转运动导致的射流冲击密度分布不均问题，使复杂形状工件的各朝向表面均能获得交替覆盖的磨料冲击，提升了表面处理的均匀性，此外，本发明在气吹工位中，通过传动机构驱动旋轴以更高转速旋转并沿轴向进行两种不同行程的往复运动，配合对角布置且交替工作的上下气嘴，使气流能够从多角度对工件表面残留的磨料进行扫掠式清除，喷射工位与气吹工位由同一工作转架转运衔接且由隔板密封分隔，实现了喷射处理与气吹清理在同一设备内的连续化作业，避免了工件转运带来的二次污染风险，提升了加工效率。

19、2、本发明通过齿筒、内齿齿圈及位于喷射工位和气吹工位的多组齿轮的协同传动，使工作转架的间歇旋转、喷射工位旋轴的低速旋转、气吹工位旋轴的高速旋转及轴向往复运动由同一齿筒驱动源联动实现，在保证各工位运动时序精确配合的同时简化了传动结构，降低了控制复杂度，气吹工位中旋轴的高速旋转与两种不同行程的轴向往复运动相叠加，在工件表面产生变化的离心力场与气流冲刷路径，有助于强化残留磨料的脱离效果，而喷射工位中工件旋转与往复摆动相复合，配合上下磨料喷嘴对角交替喷射，使磨料冲击在空间维度上形成多重交叉覆盖，解决了单一旋转运动或固定角度喷射方式中存在的表面处理盲区与不均匀的问题。