本实用新型涉及工装夹具领域/热喷涂技术领域,特别涉及一种用于固定多个热喷涂环形试件的工装夹具。
背景技术:
磨损和接触疲劳是滚动接触类零部件表面常见的失效形式,现代工业设备的一些重要零部件,如轴、齿轮、凸轮和轧辊等,常常由于磨损和接触疲劳而失效,甚至导致整机的报废,造成了极大的浪费。为了解决由于表面损伤而导致整机的报废,一系列先进的表面工程技术,如电镀、电刷镀、热喷涂等,得以迅速发展。其中,热喷涂技术是利用火焰、电弧、等离子弧等热源,将粉末状(或丝材、棒材)材料加热至熔融或半熔融状态,同时对这种材料粒子进行加速,撞击基体经扁平化后快速冷却凝固沉积在基体表面形成具有特定功能的表面涂覆技术,在解决现代工程结构零部件的表面损伤修复方面显示出较强的优势。
为了考核热喷涂技术所制备耐磨涂层的修复质量和持久性,在进行实际修复零件的台架考核前,需要先在实验室条件下模拟涂层“滚滑”接触的真实工况对热喷涂环形标准辊(本专利中称为环形试件)进行多次试验验证。
目前,环形标准棍喷涂过程中,针对环形标准辊的夹持,通常采用适合环形标准棍内径的圆柱状工装夹具,将多个环形标准棍串成一串后,固定在转台上,通过移动喷枪,在环形标准棍的弧面制备涂层。例如一种环状试件夹持固定装置,申请号:201520512144.5,公告日:2015.12.16,通过圆柱状夹持部将多个环形试件串成一串,然后安装在转台上的卡盘上,完成对多个环形试件的固定。此方式虽然能实现一次将多个环形试件固定,但是受转台转动过程中对中性的影响,所制备涂层的均一性难以保证,恶化了涂层的性能。此外,当多个环形试件相互紧靠时,只能实现环形试件弧面的喷涂,侧面无法进行喷涂,并且在喷涂过程中会在相邻的两个环形试件之间的缝隙形成涂层,导致环形试件之间的粘连,需要用线切割或砂轮等方式切开,这样不但降低了效率,而且增加一道工序可能会恶化涂层的质量。
因此,如何更好地实现热喷涂过程中一次喷涂多个环形试件,提高效率,成为本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素:
本实用新型的目的为针对当前热喷涂过程中一次喷涂多个环形试件时存在涂层的均一性难以保证、侧面无法进行喷涂以及环形试件之间粘连的不足,提供一种热喷涂环形试件工装夹具。该装置通过底座带有燕尾槽型滑移轨道,与滑块夹头配合可以准确地设置不同的喷涂距离,并且,利用环形试件分别独立固定的设计在热喷涂过程中可以一次喷涂多个环形试件,并且能够保证涂层的均一性、实现环形试件弧面和侧面的喷涂以及避免环形试件之间粘连的工装夹具。
本实用新型的技术方案为:
一种热喷涂环形试件工装夹具,该夹具包括底座、滑块夹头和挡板;
其中,所述的底座为不锈钢板材,板材上部通过切割开有前后贯通的燕尾槽;
所述的滑块夹头包括滑块和夹头;滑块为两侧开有坡形斜面的不锈钢板材,宽度、坡形斜面的角度均与底座的燕尾槽匹配;夹头为左右贯通的U形槽,长度与滑块的长度相等,并焊接在滑块的后部,夹头前部的槽壁上均匀分布有螺纹通孔;挡板竖直放置于夹头的U形槽内,紧固螺栓通过夹头槽壁上的螺纹通孔将其固定在滑块夹头上;挡板上矩阵分布有通孔,用于固定环形试件;
所述的矩阵分布为n行×m列,其中,n=3~5,m=4~6。
本实用新型的有益效果为:
本实用新型通过对环形试件分别独立固定的设计,将解决当前热喷涂过程中一次喷涂多个环形试件时存在涂层的均匀性难以保证问题,提升了涂层的质量并且大幅提高了热喷涂涂层制备效率。此外,本实用新型能够实现环形试件弧面和侧面的喷涂,避免了热喷涂后环形试件之间粘连以及后续处理工序可能会恶化涂层质量的问题,改善了热喷涂涂层的质量、提升涂层的性能,有助于涂层技术在工业生产中的进一步推广应用。具体体现在:
(1)现有技术是串成一串,转动起来喷涂,环形试件是转动的,而本技术是采用分别独立固定的方式,在喷涂过程中是环形试件是静止的,所以涂层会更加均匀;
(2)独立固定的方式避免了环形试件侧面之间的接触能够保证各个面都能被涂层覆盖,并且避免了环形试件因串成一串而再进行喷涂后环形试件之间的粘连,以及后续处理工序会恶化涂层的质量;
(3)通过底座带有燕尾槽型滑移轨道,与滑块夹头配合可以准确地设置不同的喷涂距离。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图,其中1底座;2滑块夹头;3紧固螺栓;4垫片;5环形试件;6挡板;
图2为本实用新型底座立体结构示意图,其中1-1燕尾槽;
图3为本实用新型滑块夹头立体结构示意图,其中2-1夹头;2-2滑块;2-3螺纹通孔;
图4为本实用新型挡板立体结构示意图,其中6-1通孔;
图5为本实用新型垫片立体结构示意图;
图6为本实用新型环形试件立体结构示意图,其中5-1环形试件弧面,5-2环形试件侧面;
具体实施方式
本实用新型所述的一种热喷涂环形试件工装夹具,主要包括以下组成部分:底座1;滑块夹头2;紧固螺栓3;垫片4;挡板6;
如图1,图2所示,所述的底座1为不锈钢板材,板材上部通过切割开有前后贯通的燕尾槽1-1;
所述的滑块夹头2包括滑块2-2和夹头2-1;滑块2-2为两侧开有坡形斜面的不锈钢板材,宽度、坡形斜面的角度均与底座1的燕尾槽1-1匹配,使滑块2-2能夹持在底座1的燕尾槽1-1中,并能前后移动;夹头2-1为左右贯通的U形槽,长度与滑块2-1的长度相等,并焊接在滑块2-2的后部,夹头2-1前部的槽壁上均匀分布有3个螺纹通孔;
挡板6竖直放置于夹头2-1的U形槽内,紧固螺栓3通过夹头2-1的槽壁上的螺纹通孔2-3将其固定在滑块夹头2上;挡板6上矩阵分布有通孔6-1,环形试件5通过紧固螺栓6固定在挡板6上;
所述的矩阵分布为n行×m列,其中,n=3~5,m=4~6。本实用新型具体为3行4列。
可将底座1放置在地面上,其中底座1带有燕尾槽1-1;如图3所示滑块夹头2由夹头2-1,滑块2-2以及螺纹通孔2-3组成,滑块夹头2中的夹头2-1与滑块2-2通过焊接成为一个整体,其中3个螺纹通孔2-3均匀分布在夹头2-1的侧面;滑块夹头2沿底座1的燕尾槽1-1固定在底座1上,可以前后改变距离;如图4所示,挡板6的表面钻制3行4列总计12个通孔6-1,并通过紧固螺栓3安装在滑块夹头2上;通过紧固螺栓3、垫片4(如图5所示)以及通孔6-1将环形试件5(如图6所示)固定在挡板6上。
底座1采用不锈钢材质,尺寸为315×120×15mm,底座1带有燕尾槽型滑移轨道1-1,轨道上宽285mm,下宽295mm,高7mm。滑块夹头2采用不锈钢材质,其中滑块2-2的上宽285mm,下宽295mm,高7mm,采用滑移轨道的设计,可以在试验中通过移动滑块夹头2方便准确地设置不同的喷涂距离;夹头2-1中U形槽的长度为285mm,深度与宽度分别为15mm和10mm,3个直径为8mm的螺纹通孔2-3均匀分布在夹头2-1的侧面,与紧固螺栓3配合起到对挡板6的固定夹持作用。紧固螺栓3为M8×20的标准件,起到紧固作用。被滑块夹头2固定夹持的挡板6是一个长、宽、高分别为350*340*5mm的长方板,材料为镍基耐热钢(GH4030),在挡板6上距离四边边10mm处均匀钻制3行4列总计12个直径为8mm的通孔6-1,行列之间的距离均为20mm。通孔6-1与紧固螺栓3以及垫片4相配合,将环形试件5固定在挡板6的前端面,其中环形试件5的外径和内径分别为60mm和30mm,垫片6为凸台结构直径分别为31mm和29mm,厚度均为2mm。
热喷涂进行前,首先,将经过表面预处理的环形试件5通过紧固螺栓3与垫片4分别固定在挡板6的前端面上。其次,通过紧固螺栓3将装配好环形试件的挡板6固定在滑块夹头2上夹头2-1的槽中。然后,将安装有挡板6的滑块夹头2沿着底座1的燕尾槽1-1推入底座1中。最后,将装配好环形试件的工装夹具放在工作台上,通过调节滑块夹头2与底座1的相对位置,调节至合适的喷涂距离。准备工作完成后,通过调整喷枪角度开始对每个环形试件5的弧面5-1和侧面5-2分别进行喷涂,所有的环形试件5的弧面5-1和侧面5-2喷涂完成后,将所有的环形试样5重新安装,露出环形试件5的另一个侧面5-2,并分别对其进行喷涂,直至喷涂工作完成,然后关闭电源与气源。
本实用新型未尽事宜为公知技术。