喷丸强化装置

1.本技术涉及喷丸强化技术领域，特别是涉及一种喷丸强化装置。


背景技术：

2.喷丸强化技术是一种金属表面处理技术，将高速弹丸流喷射到金属靶材表面，使靶材表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，强化层内形成较高的残余应力，由于靶材表面压应力的存在，当靶材承受载荷时可以抵消一部分应力，从而提高靶材的疲劳强度，广泛应用于航天、建筑、纺织、冶金及化工等领域。
3.喷丸强化技术可以包括高压水射流喷丸技术，使用高压水流空化形成大量空泡，当靶材表面的微空泡溃灭时，可以产生几倍于入口压力的冲击波压力，该冲击波压力作用在靶材近表面区域引入塑性变形，产生一定厚度的残余压应力场。
4.在相关技术中，使用高压水射流喷丸技术对靶材进行空化喷丸强化时，若需要对靶材进行均匀强化，需要手动移动靶材或者喷嘴，但是整个喷丸处理的工作都在水面下进行，移动靶材或者喷嘴的操作非常不便。


技术实现要素：

5.本技术主要解决的技术问题是提供一种喷丸强化装置，能均匀地对靶材进行喷丸强化。
6.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种喷丸强化装置包括：水槽、喷射机构、传动机构以及固定机构，所述传动机构以及所述固定机构安装于所述水槽内，所述传动机构与所述喷射机构连接；其中，所述固定机构用于安装靶材，所述喷射机构用于喷射高压水流，所述喷射机构能够在所述传动机构的带动下在所述水槽内运动，以使所述喷射机构能够对所述靶材表面不同位置进行喷丸强化。
7.本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术的喷丸强化装置包括水槽、喷射机构、传动机构以及固定机构。喷射机构可以对靶材进行空化喷丸强化，固定机构能够将靶材固定安装在水槽中，传动机构能够移动喷射机构，使得喷射机构能够在水槽移动至与靶材表面的不同位置相对，进而使得喷射机构能够对靶材表面不同位置进行喷丸强化，达到均匀强化的效果。
附图说明
8.图1是本技术喷丸强化装置一实施例的结构示意图；
9.图2是图1喷丸强化装置实施例中传动机构以及喷射机构的结构示意图；
10.图3是图1喷丸强化装置实施例中固定机构的结构示意图；
11.图4是图3实施例中卡止组件的结构示意图。
具体实施方式
12.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
13.本技术提供喷丸强化装置实施例，喷丸强化装置用于对机械零件进行喷丸处理，以改善机械零件的疲劳强度、耐磨性和粗糙度等性能。本技术提供的喷丸强化装置实施例能够均匀地对靶材进行高压水射流喷丸处理，操作灵活方便。
14.请参阅图1，图1是本技术喷丸强化装置一实施例的结构示意图，喷丸强化装置10可以包括水槽100、传动机构200、固定机构300以及喷射机构400，传动机构200、固定机构300以及喷射机构400安装在水槽100内。
15.其中水槽100用于储水，为高压水射流喷丸处理提供物理环境。喷射机构400用于喷射高压水流，喷射机构400部分浸入水槽100中的水内，往水中喷射高压水流。水槽100还可以设有连通水槽内部的出水通道101，出水通道101设有控制出水速率的阀门，液体可以从喷射机构400喷射进入水槽100后，从出水通道101流出。
16.传动机构200与喷射机构400连接，传动机构200用于移动喷射机构400，喷射机构400能够在传动机构200的带动下在水槽100内进行移动，进而可使喷射机构400能对水槽100中的任一部位喷射高压水流。
17.固定机构300安装在水槽100内，用于安装待处理靶材。固定机构300可以将靶材固定在水槽100内，便于喷射机构400向待处理靶材喷射高压水流，从而进行空化喷丸强化。
18.在本实施例中，传动机构200能够带动喷射机构400在水槽100中移动，进而可以使得喷射机构400能够对安装在固定机构300上的靶材表面不同位置进行喷丸强化，靶材表面不同位置都可以与高压水流进行接触，保证空化喷丸效果的均匀性。
19.请参阅图1及图2，图2是图1实施例中传动机构以及喷射机构的结构示意图。传动机构200可以包括第一运动组件(图未标号)、第二运动组件(图未标号)和第三运动组件(图未标号)。其中，第一运动组件连接水槽100，第二运动组件连接在第一运动组件上，第三运动组件连接在第二运动组件上，喷射机构400连接在第三运动组件上。
20.第一运动组件用于带动第二运动组件往第一方向运动，第二运动组件用于带动第三运动组件往第二方向运动，第三运动组件用于带动喷射机构400往第三方向运动。
21.即第一运动组件可以带动喷射机构400往第一方向运动，第二运动组件可以带动喷射机构400往第二方向运动，第三运动组件可以带动喷射机构400往第三方向运动，在第一方向、第二方向和第三方向互不相同时，通过移动第一运动组件、第二运动组件以及第三运动组件可以控制喷射机构400在水槽100内往3个不同的方向运动。
22.在示例性的实施例中，第一方向、第二方向以及第三方向为两两垂直的状态，即第一方向、第二方向以及第三方向可以构成立体空间坐标系中的x-y-z轴，喷射机构400可以在传动机构200的带动下运动至水槽100内的三维空间任一点，喷射机构400在运动前后的坐标为3个不同运动的矢量叠加。其中喷射机构400往x-y轴方向平移可以改变喷射机构400在水槽100前后左右的位置，从而移动喷射机构400与靶材的不同位置相对。往z轴方向平移可以改变喷射机构400与靶材之间的距离，从而改变靶材表面受到的高压水流强度。
23.可选地，在其他实施例中，传动机构200还可以包括第四运动组件甚至更多的运动组件，每个运动组件可以带动喷射机构400往相应的方向运动。
24.具体而言，第一运动组件可以包括第一滑轨211、第一滑动件212、第一转动杆213以及第一转动手柄214。第二运动组件可以包括第二滑轨221、第二滑动件222、固定件223、第二转动杆224以及第二转动手柄225。第三运动组件可以包括第三滑轨231、第三滑动件232、第三转动杆233以及第三转动手柄234。
25.其中第一滑轨211固定安装在水槽100中，例如在本实施例中，第一滑轨211安装在水槽100的开口处。第一滑动件212安装于第一滑轨211上，并且能够沿着第一滑轨211，往第一方向滑动。
26.固定件223固定在第一滑动件212上，因此第一滑动件212在第一滑轨211上移动时，也能带动固定件223往第一方向运动。
27.可选地，第一滑轨211和第一滑动件212的数量为两个，两个第一滑轨211平行设置，两个第一滑动件212分别安装在两个第一滑轨211上，并且能够往相同方向滑动。固定件223的两端分别与两个第一滑动件212连接，两个第一滑动件212共同带动固定件223往第一方向运动。
28.第二滑轨221固定在固定件223上，也就是说固定件223将第二滑轨221固定在第一滑动件212上，第二滑轨221可以在第一滑动件212的带动下往第一方向运动。
29.第二滑动件222安装于第二滑轨221上，第二滑动件222在第一滑动件212的带动下往第一方向运动，并且能够在第二滑轨221上往第二方向滑动。
30.第三滑轨231固定于第二滑动件222上，即第三滑轨231能够在第二滑动件222的带动下往第二方向运动，在第一滑动件212的带动下往第一方向运动。
31.第三滑动件232安装于第三滑轨231上，第三滑动件232能够在第二滑动件222的带动下往第二方向运动，在第一滑动件212的带动下往第一方向运动，并且能够在第三滑轨231上往第三方向滑动。
32.喷射机构400固定在第三滑动件232上，在第三滑动件232滑动时，第三滑动件232带动喷射机构400往第三方向运动；在第二滑动件222滑动时，第二滑动件222带动喷射机构400往第二方向运动；在第一滑动件212滑动时，第一滑动件212带动喷射机构400往第一方向运动。如此，实现利用第一运动组件、第二运动组件以及第三运动组件控制喷射机构往3个不同的方向运动。
33.转动杆和转动手柄用于控制每个运动组件中滑动件在滑轨上的滑动位置。在其他实施例中，每个运动组件也可以不包括转动杆和转动手柄，采用其他方式控制滑动件的运动。
34.具体地，第一转动杆213安装在第一滑轨211内，第一转动杆213的转动轴沿第一滑轨211的轨道方向设置。第一转动杆213上设有第一螺纹(图未示出)，第一滑动件212为与第一螺纹对应的螺母块，即第一滑动件212能够套设在第一转动杆213上并与第一转动杆213螺纹连接，在转动第一转动杆213而保持第一滑动件212不转动时，第一滑动件212能够沿着第一转动杆213的杆方向运动，进而使得第一转动杆213能够在第一滑轨211上滑动。第一转动手柄214与第一转动杆213的一端连接，具体可以将第一转动手柄214与第一转动杆213的一端偏心连接，在拨动第一转动手柄214时，第一转动杆213转动，进而驱动第一滑动件212
在第一滑轨211上滑动。
35.同理，第二转动杆224安装在第二滑轨221内，第二转动杆224的转动轴沿第二滑轨221的轨道方向设置。第二转动杆224上设有第二螺纹(图未示出)，第二滑动件222为与第二螺纹对应的螺母块，即第二滑动件222能够套设在第二转动杆224上并与第二转动杆224螺纹连接。在转动第二转动杆224而保持第二滑动件222不转动时，第二滑动件222能够沿着第二转动杆224的杆方向运动，进而使得第二转动杆224能够在第二滑轨221上滑动。第二转动手柄225与第二转动杆224的一端连接，具体可以将第二转动手柄225与第二转动杆224的一端偏心连接，在拨动第二转动手柄225时，第二转动杆224转动，进而驱动第二滑动件222在第二滑轨221上滑动。
36.同理，第三转动杆233安装在第三滑轨231内，第三转动杆233的转动轴沿第三滑轨231的轨道方向设置。第三转动杆233上设有第三螺纹(图未示出)，第三滑动件232为与第三螺纹对应的螺母块，即第三滑动件232能够套设在第三转动杆233上并与第三转动杆233螺纹连接。在转动第三转动杆233而保持第三滑动件232不转动时，第三滑动件232能够沿着第三转动杆233的杆方向运动，进而使得第三转动杆233能够在第三滑轨231上滑动。第三转动手柄234与第三转动杆233的一端连接，具体可以将第三转动手柄234与第三转动杆233的一端偏心连接，在拨动第三转动手柄234时，第三转动杆233转动，进而驱动第三滑动件232在第三滑轨231上滑动。
37.因此，通过上述结构，可以拨动转动手柄来改变喷射机构400在水槽100内的位置，操作简便，能使靶材能够得到均匀良好的喷丸强化效果。
38.进一步地，喷射机构400可以包括水管410以及喷嘴420，水管410固定在第三滑动件232上。水管410的一端与外部的高压水源连接，另一端与喷嘴420连接。喷嘴420浸没在水槽100的水面下，往水下喷射高压水流，喷嘴420与固定机构300相对设置，喷嘴420在喷丸强化的过程中固定机构300上的靶材喷射高压水流，高压水流空化形成大量空泡，当靶材表面的微空泡溃灭时，可以产生几倍于入口压力的冲击波压力，该冲击波压力作用在靶材近表面区域引入塑性变形，产生一定厚度的残余压应力场。
39.关于固定机构300，请参阅图1～图3。图3是图1实施例中固定机构的结构示意图，为了便于理解，图3示出了靶材被夹持时的结构图。
40.固定机构300具体包括安装座(图未标号)、夹持组件(图未标号)以及转动组件(图未标号)。安装座用于将夹持组件以及转动组件安装在水槽100中。夹持组件用于夹持靶材20，转动组件用于旋转夹持组件，当夹持组件夹持有靶材20时，转动组件旋转夹持组件及夹持在夹持组件上的靶材20。因而，本技术的固定机构300不仅对靶材20起到固定的作用，还能够转动靶材20，使得靶材20能够均匀强化，尤其适用于回转体靶材。
41.安装座具体可以包括底座311以及第一固定板312和第二固定板313。底座311与水槽100连接，例如在本实施例中，底座311的底部设有橡胶脚314，水槽100内设有与橡胶脚314对于的安装孔，在橡胶脚314插入安装孔时，底座311固定在水槽100中。第一固定板312与第二固定板313相互平行，且垂直地设置在底座311上。
42.转动组件包括转动圆盘321、第一齿轮323、第二齿轮324、第一转轴325、第二转轴326以及第三转轴327。
43.第一转轴325和第二转轴326分别插置于第一固定板312上设置的两个轴孔上，第
一转轴325与第二转轴326相互平行，并且第一转轴325与第二转轴326都能够在第一固定板312内转动。转动圆盘321与第一齿轮323同轴设置在第一固定板312的两侧，且第一齿轮323更靠近第二固定板313。转动圆盘321和第一齿轮323固定在第一转轴325上，第一转轴325经过转动圆盘321和第一齿轮323的圆心，在第一转轴325转动时，转动圆盘321以及第一齿轮323都能够绕其各自的圆心自转。
44.第二齿轮324设置于第一固定板312靠近第一转轴325的一侧，第二齿轮324固定在第二转轴326，且第二转轴326经过第二齿轮324的圆心，在转动第二转轴326时，第二齿轮324也会自转。第二齿轮324与第一齿轮323啮合，在转动第一转轴325时，第二转轴326也会随之转动。
45.第三转轴327插置与第二固定板313上，且在第二固定板313上可转动。第三转轴327与第二转轴326位于同一轴线上，即第三转轴327与第二转轴326处于同一直线上。夹持组件位于第二转轴326及第三转轴327之间，与第二转轴326和第三转轴327连接，因此，在转动第一转轴325时，第二转轴326和第三转轴327能够带动夹持组件转动，进而使得夹持在夹持组件上的靶材20转动。
46.可选地，转动圆盘321上可以设有手柄322，手柄322与转动圆盘321偏心设置，通过手柄322可以旋转转动圆盘321，从而转动靶材20。
47.可选地，转动圆盘321上可以标注有刻度盘，基于刻度盘所示的转动角度，可以反映出靶材20的转动角度或转动周期。
48.在其他实施例中，也可以通过电机的方式转动第二转轴326和第三转轴327，此处不作限定。
49.一并参阅图3和图4，图4是图3实施例中卡止组件的结构示意图，可选地，固定机构300还可以进一步包括卡止组件340。卡止组件340用于卡止第一转轴325的转动，进而停止靶材20的转动。
50.卡止组件340包括卡止块341以及卡止螺钉342。
51.卡止块341固定在第一固定板312上，卡止块341设有过孔3411以及与过孔连通的第一螺孔3412，第一螺孔3412内设有与卡止螺钉342相匹配的螺纹。
52.卡止块341可以采用螺钉连接、粘接或者卡扣的方式与第一固定板312固定，在本实施例中，卡止块341设有第二螺孔3413，第一固定板312上设有与第二螺孔3413对应的第三螺孔(图未示)，螺钉(图未示)穿过第二螺孔3413和第三螺孔，将卡止块341固定在第一固定板312上。
53.在卡止块341固定在第一固定板312上时，第一转轴325穿过过孔3411，卡止螺钉342可以插置于第一螺孔3412内，与卡止块341螺纹连接。在旋动卡止螺钉342时，可以调节卡止螺钉342埋没进卡止块341内的深度，卡止螺钉342可以旋转至伸入过孔3411内部，与过孔3411内的第一转轴325抵接，进而卡止第一转轴325，使得第一转轴325停止转动。
54.可选地，卡止螺钉342与第一螺孔3412的数量可以为两个或两个以上，多个卡止螺钉342与第一螺孔3412可以加强卡止第一转轴325的力度，防止第一转轴325松动。
55.可选地，卡止螺钉342远离第一螺孔3412的一端还可以设有旋钮3421，旋钮3421用于旋动卡止螺钉342，以将卡止螺钉342与第一转轴325抵接/分离。
56.因此，本实施例下的固定机构300即能够转动靶材20，使得回转体的各处均匀受到
强化，也可以利用卡止组件340将靶材20进行固定，能够满足不同的喷丸强化需求。
57.继续参阅图3，夹持组件可以包括夹紧件(图未标号)和调节螺母335。夹紧件与第二转轴326连接，调节螺母335与第三转轴327螺纹连接，即第三转轴327上设有与调节螺母335对应的螺纹，调节螺母335套设在第三转轴327上，在旋动调节螺母335时，可以改变调节螺母与夹紧件之间的距离，以适应不同长度的靶材20。
58.靶材20的第一端被夹紧件所夹持，另一端与调节螺母335连接，整个靶材被夹持于夹紧件与调节螺母335之间。在拨动手柄322使得转动圆盘321转动时，转动圆盘321带动第一转轴325和第一齿轮323转动，第一齿轮323带动第二齿轮324和第二转轴326转动，第二转轴326带动夹紧件、靶材20、调节螺母335以及第三转轴327转动。
59.具体地，夹紧件可以包括连接件331、第一夹手333以及第二夹手332。其中连接件331与第二转轴326固定连接，第一夹手333与连接件331连接，第一夹手333通过连接件331与第二转轴326连接。第一夹手333与第二夹手332转动连接，靶材20的一端夹持在第一夹手333和第二夹手332之间。
60.可选地，第一夹手333与第二夹手332可以通过铰链334进行转动连接，而第一夹手333与第二夹手332连接的另一侧，可以设有搭扣(图未示)，搭扣能够使第一夹手333与第二夹手332保持夹持靶材20。在其他实施例中，第一夹手333与第二夹手332也可以通过转轴、卷簧等方式转动连接。
61.综上，本技术提供了喷丸强化装置实施例，喷丸强化装置能够对靶材进行空化喷丸强化。在本技术的喷丸强化装置中，利用了传动机构对喷嘴进行移动，以将喷嘴能够对靶材不同位置进行强化；固定机构可以旋动靶材，保证了回转体靶材受到强化的均匀性。同时本技术的喷丸强化装置操作方便可靠，能够应对不同材料靶材的空化喷丸处理。
62.在本技术的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、机构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、机构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
63.此外，术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
64.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。