[发明专利]一种钢球表面强化装置

说明书

技术领域

本发明是一种钢球表面强化装置，属于材料表面强化改性技术领域，涉及一种钢球表面强化试验机，可用于对高强度及高精度材料的滚珠元件进行表面强化改性。

技术背景

表面强化改性技术可以按表层强化技术的物理化学过程进行分类，大致可分为五大类：表面变形强化、表面热处理强化、化学热处理强化、表面冶金强化、表面薄膜强化。目前航空发动机主轴承的制造中已经采用了表面热处理强化、化学热处理强化来提高提高轴承的疲劳寿命，但如果要进一步提高轴承的承载能力以及使用寿命，只能采用新的表面强化技术来提高工作表面的残余压应力及改善表面变质层。传统表面变形强化技术，如喷丸、喷砂，强化层的深度有限（仅0.02mm）并且降低轴承工作表面粗糙度值（Ra0.4um），为了保证轴承工作表面粗糙度（Ra0.04um），需要对喷丸、喷砂表面进行磨削或研磨加工，这使得强化层被去除而失去了强化作用。而超声振动强化可以避免对高精度表面的破坏，甚至在一定条件下能够提高被强化表面的粗糙度，比较适合对高精度表面的强化，对于轴类及有固定回转中心的零件实现超声振动强化比较容易，而钢球由于其形状的特殊性，采用超声振动对整个表面进行强化非常困难，目前国内外都没有研制合适的装置。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种钢球表面强化装置，其目的是提供一种结构合理，能够快速、自动对滚珠元件进行表面强化的装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种钢球表面强化装置，包括底座(8)，在底座(8)的上表面安装两对导轨(7)，在导轨(7)上安装相对的2个超声振动强化头(1)，在底座(8)的上表面下面，安装一个用于带动2个超声振动强化头(1)在导轨(7)上同步相向或相离运动的加载气缸(9)，2个超声振动强化头(1)的中心线保持在同一条直线上，在2个超声振动强化头(1)之间安装钢球夹紧旋转装置(4)，钢球夹紧旋转装置(4)的两个夹紧头(14)夹紧钢球的方向与2个超声振动强化头(1)的中心线在同一水平面上，其中一个夹紧头(14)连接钢球旋转电机(11)的旋转轴(13)，另一个夹紧头(14)连接钢球夹紧气缸(17)的气缸轴(16)，钢球夹紧旋转装置(4)安装在转盘(6)上，转盘(6)与盘式电机(5)相连，盘式电机(5)带动转盘(6)旋转；

在底座(8)上，通过支架安装一个机械臂(2)，机械臂(2)上设置一个真空吸盘(3)，真空吸盘(3)在机械臂(2)的两端之间滑动，真空吸盘(3)在机械臂(2)的一端位置拾取钢球（15），真空吸盘(3)在机械臂(2)的另一端位置是将钢球(15)运动到加工位置，由钢球夹紧装置(4)对钢球(15)夹紧。

本发明装置中，钢球夹紧旋转装置(4)可实现对钢球(15)的定位及沿夹紧钢球的方向的转动，整个钢球夹紧装置(4)则在转盘(6)的带动下在水平面上转动，转盘(6)位于底座(8)水平面中心。

超声振动强化头(1)的加载压力可以通过压力计(10)反馈到计算机中实时显示。

本发明装置的优点是结构简单、操作方便，自动化程度高、实用性强，能快速、高效、低成本地完成钢球表面超声振动强化。

附图说明

图1是本发明钢球强化装置的主视图

图2是图1中沿钢球夹紧旋转装置的中心处的剖面右视图

图3是图1的俯视图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：

参见附图1～3所示，该种钢球表面强化装置，包括底座8，在底座8的上表面安装两对导轨7，在导轨7上安装相对的2个超声振动强化头1，在底座8的上表面下面，安装一个用于带动2个超声振动强化头1在导轨7上同步相向或相离运动的加载气缸9，2个超声振动强化头1的中心线保持在同一条直线上，在2个超声振动强化头1之间安装钢球夹紧旋转装置4，钢球夹紧旋转装置4的两个夹紧头14夹紧钢球的方向与2个超声振动强化头1的中心线在同一水平面上，其中一个夹紧头14连接钢球旋转电机11的旋转轴13，旋转轴13通过联轴器12在钢球旋转电机11的带动下旋转,另一个夹紧头14连接钢球夹紧气缸17的气缸轴16，钢球气缸轴16在钢球夹紧气缸17的作用下，可将被强化钢球15夹紧或松开，钢球夹紧旋转装置4安装在转盘6上，转盘6与盘式电机5相连，盘式电机5带动转盘6旋转；