一种用于谐波柔轮表面强化的微粒喷丸机的制作方法

本技术涉及金属表面处理，尤其是涉及一种用于谐波柔轮表面强化的微粒喷丸机。

背景技术：

1、喷丸处理是国际广泛采用的一种金属表面强化工艺，即使用丸粒轰击工件表面并植入残余压应力，提升工件疲劳强度的冷加工工艺，其中微粒喷丸作为一种特殊的喷丸工艺，通过压缩空气将微粒丸料（弹丸大小：0.02mm-0.1mm ）加速到很高的速度(100~250m/s)，然后撞击被处理零部件表面，形成表层硬度和残余压应力很高的表面冷作硬化层，增强材料抗磨损能力，倍数级提升疲劳性能。

2、谐波减速器是一种独特的机械齿轮系统，其具备有零齿隙、高精度、高扭矩等特性，同时在轻便紧凑的结构中具有较高的减速比。谐波减速器由三个关键部件组成，分别为：波发生器、柔轮及钢轮。其中柔轮的形状可分为杯形和礼帽形，作为一种薄壁的高精密金属零部件，柔轮是由柔韧性及高抗扭性的合金钢材料制成，柔轮壁面较薄，以便受波发生器运动后产生形变，但形变会给柔轮本体带来疲劳损伤，因而，如何提高柔轮的抗疲劳时效是提高谐波减速器寿命的关键之一。

3、在礼帽形柔轮工件的加工过程中，对于柔轮可喷丸部位和喷丸后的形变（一般圆度小于30微米，高度小于80微米）要求非常苛克，因此对于其喷丸用的工艺精度要求非常高，当礼帽形柔轮工件在进行喷丸作业时，需要对不同部位选用不同压力、不同速度进行喷丸，其形变量主要是对礼帽型柔轮的上下法兰进行喷丸强化时所造成的，因此，通常需要精确控制喷上下法兰的压力和喷丸时的速度，并保证流量稳定，从而尽量减小喷丸后柔轮的形变量。

4、针对上述礼帽形柔轮工件的加工而言，目前市场上的微粒喷丸机通常是由传统常规直径丸料喷丸机转化而来。由于超精密传动零部件的工艺要求与普通传动零部件的要求不同，所以在使用上述转化型的喷丸机对礼帽形柔轮工件表面植入残余应力时，存在表面残余应力植入效果差、生产效率低且喷丸效果不稳定等问题；此外，上述转化型喷丸机用于微粒丸料喷丸过程中时，丸料容易以粉尘形式外泄，从而导致整体使用成本增加，整体使用较为不便。

技术实现思路

1、为了实现在对礼帽形柔轮工件表面植入残余应力的过程中，确保柔轮表面残余应力植入效果，同时减缓微粒丸料以粉尘形式外泄的情况，本技术提供一种用于谐波柔轮表面强化的微粒喷丸机。

2、本技术提供的一种用于谐波柔轮表面强化的微粒喷丸机，采用如下的技术方案：

3、一种用于谐波柔轮表面强化的微粒喷丸机，包括机体，所述机体上设置有密闭的腔室，所述腔室内转动设置有用于放置待加工柔轮的操作台，所述腔室内设置有喷枪、用于回收并过滤喷丸的循环过滤筛分模块、以及用于驱使所述操作台旋转的第一驱动件，所述机体上还设置有用于供气和供电的电气控制模块、用于驱使所述喷枪移动的三维驱动模块。

4、通过采用上述技术方案，使用时，通过电气控制模块向喷丸机整体的运行供气和供电，通过三维驱动模块驱使喷枪移动，再配合第一驱动件驱使操作台转动，从而对谐波柔轮的不同角度进行喷丸加工，以此确保柔轮表面残余应力植入效果，再通过封闭的腔室配合循环过滤筛分模块的使用，实现对喷出的喷丸回收并过滤杂质，之后再将喷丸循环供给喷枪，以此实现喷丸的循环使用，同时也减缓微粒丸料以粉尘形式外泄的情况，节省了加工成本。

5、优选的，所述三维驱动模块包括固定在所述机体上的第一固定座、沿水平方向滑移在所述第一固定座上的第一滑座、用于驱使所述第一滑座滑移的第二驱动件、固定在所述第一滑座上的第二固定座、沿竖直方向滑移在所述第二固定座上的第二滑座、用于驱使所述第二滑座滑移的第三驱动件、固定在所述第二滑座上的安装座、转动在所述安装座上的第三固定座、用于驱使所述第三固定座转动的驱动组件，所述喷枪安装在所述第三固定座上。

6、通过采用上述技术方案，使用时，通过第二驱动件驱使第一滑座移动、通过第三驱动件驱使第二滑座移动、通过驱动组件驱使第三固定座转动，以此实现控制喷枪的位置的角度，从而实现对柔轮表面不同位置的喷丸加工，进而确保了柔轮表面残余应力植入效果。

7、优选的，所述驱动组件包括转动在所述安装座上的第一转动轴、安装在所述安装座上用于驱使所述第一转动轴转动的第四驱动件、转动在所述安装座上的第二转动轴、设置在所述第一转动轴和第二转动轴之间的减速机，所述第一转动轴的轴线和第二转动轴的轴线呈垂直设置，且所述第一转动轴与所述减速机的输入轴同轴固定连接，所述第二转动轴与所述减速机的输出轴同轴固定连接，所述第三固定座固定在所述第二转动轴上。

8、通过采用上述技术方案，使用时通过第四驱动件驱使第一转动轴转动，在减速机的作用下，第一转动轴转动同步带动第二转动轴转动，从而带动第三固定座带动，以此实现带动喷枪绕第二转动轴的轴线转动的目的。

9、优选的，所述循环过滤筛分模块包括用于向所述喷枪内供料的料仓、用于向所述料仓内供料的真空上料机、用于回收丸料的回收仓、用于对丸料过滤筛分的筛分组件，所述筛分组件位于所述料仓和真空上料机之间，所述料仓、真空上料机、回收仓和筛分组件之间通过输料管道连通，所述回收仓开口与所述腔室内连通。

10、通过采用上述技术方案，使用时通过真空上料机提供负压状态，将回收仓内的丸料通过输料管道进入真空上料机的容器内，再从真空上料机的容器内进入筛分组件，经过筛分组件的筛选后将完好的丸料输入料仓，之后沿料仓流向喷枪，最终从喷枪喷出，喷出的丸料击打在柔轮表面后反弹再次落入回收仓，以此实现丸料的循环使用，整体使用简单便捷，同时真空上料机上料，保证了丸料的回收效率，也有效的减缓了丸料容易堆堵在输料管道中的可能性。

11、优选的，所述筛分组件包括超声波旋振筛和废料收集桶，所述超声波旋振筛上开设有用于排出废料的第一出口、用于排出丸料的第二出口，所述第一出口与所述废料收集桶连通，所述第二出口与所述料仓连通。

12、通过采用上述技术方案，使用时，通过超声波旋振筛对丸料进行筛分，以此将丸料中变为粉尘或夹带的杂质从第一出口排出至废料收集桶，完好的微小丸料则从第二出口进入料仓，以便于后续的循环使用，此外，采用超声波旋振筛保证了微粒丸料的筛分效率，避免粉尘状丸料堵塞筛网的现象发生。

13、优选的，所述机体包括第一箱体和固定在所述第一箱体上的护栏，所述腔室设置在所述第一箱体上，所述第一箱体上开设有放料口，所述第一箱体上转动连接有用于封堵所述放料口的翻转门，所述翻转门上设置有第一密封结构，所述第一箱体上设置有用于驱使所述翻转门转动的第五驱动件，所述翻转门上固定连接有翻转台，所述操作台和所述第一驱动件均设置在所述翻转台上，所述护栏上开设有用于对所述翻转台转动进行避让的避让槽。

14、通过采用上述技术方案，使用时，通过第五驱动件驱使翻转门旋转，从而将操作台旋转至腔室外，以此便于工作人员将柔轮放在操作台上或是更换柔轮，当柔轮随操作台转入腔室内后，再通过第一密封结构对翻转门和第一箱体之间的连接缝隙密封，以此确保腔室内处于密闭环境，整体使用简单便捷。

15、优选的，所述第一密封结构包括设置在所述翻转门周侧的密封气囊，所述翻转门周侧开设有放置槽，所述密封气囊位于所述放置槽内。

16、通过采用上述技术方案，使用时当操作台随翻转门转动至腔室内后，即可通过电气控制模块对密封气囊供气，使得密封气囊膨胀至抵紧第一箱体上放料口的侧壁，以此机壳实现对翻转门和第一箱体之间的连接缝隙的密封。

17、优选的，所述翻转台设置有两个，且两个所述翻转台对称设置在所述翻转门的两侧，所述操作台设置有若干个，且一部分所述操作台设置在一个所述翻转台上，另一部分所述操作台设置在另一个所述翻转台上，所述第一驱动件对应所述操作台设置多个。

18、通过采用上述技术方案，使用时通过在翻转门的两侧均设置翻转台，在两个翻转台上均设置若干个操作台，以此实现对若干个柔轮同步加工，同时通过翻转门的翻转，实现交替换料的目的，整体使用简单方便，同时也提高了加工的效率。

19、优选的，所述第一箱体上开设有检修口，所述第一箱体上设置有用于封堵所述检修口的检修门，所述检修门上设置有用于对检修门和第一箱体之间连接缝隙密封的第二密封结构。

20、通过采用上述技术方案，使用时，通过设置检修口便于使用人员对腔室内的设备进行维护，通过检修门和第二密封结构的配合使用，确保了在非维护时间段腔室内的密封效果。

21、优选的，所述第一箱体上开设有补气口，所述补气口与所述腔室内连通，所述补气口处设置有异物隔离冲孔板。

22、通过采用上述技术方案，使用时，由于循环过滤模块的使用会使腔室内处于负压状态，此时可通过补气口向腔室内补充气体，补气口处设置的异物隔离冲孔板则用于防止腔室内少量气体从补气口外泄导致的丸料泄露。

23、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

24、通过电气控制模块控制喷丸机的运行，以此控制丸料的输送，通过三维驱动模块驱使喷枪移动，再配合第一驱动件驱使操作台转动，从而对谐波柔轮的不同角度进行喷丸加工，以此确保柔轮表面残余应力植入效果，再通过封闭的腔室配合循环过滤筛分模块的使用，实现对喷出的喷丸回收并过滤杂质，之后再将喷丸循环供给喷枪，以此实现喷丸的循环使用，同时也减缓微粒丸料以粉尘形式外泄的情况，节省了加工成本；

25、通过采用真空上料机上料，保证了丸料的回收效率，也有效的减缓了丸料容易堆堵在输料管道中的可能性，通过采用超声波旋振筛保证了微粒丸料的筛分效率，避免粉尘状丸料堵塞筛网的现象发生，以此确保了喷丸机运行的稳定性；

26、通过翻转门、检修门、第一密封结构和第二密封结构的配合使用，实现了便于工作人员更换代加工的柔轮、以及对腔室内设备维护的目的，同时也确保了喷丸机运行过程中，腔室内的密封效果。