[发明专利]一种微织构凹坑填充固体润滑材料的填充装置和方法

说明书

本发明提供了一种微织构填充固体润滑材料的填充装置和方法，该装置由支撑系统，填充系统，多工位模具旋转系统，锁死系统，模具头间距调节系统，控制系统组成。通过所述的多工位模具旋转系统和模具头间距调节系统，可以进行连续加工，并且满足不同尺寸、不同间距织构的填充要求。该装置可以把固体润滑材料直接压进工件表面的微织构中，属于纯物理的填充方法，不改变工件的性能。并且该填充装置操作简单，对工况的要求低，具有效率高，成本低，易于实现自动化等优点。

技术领域

本发明涉及属于微小尺寸填充加工技术领域，本发明涉及一种微小尺寸填充固体润滑材料的装置和方法。

背景技术

据统计，70％的模具失效是由摩擦磨损造成的，提高摩擦学性能对增加模具的使用寿命至关重要。近些年来，随着仿生学的兴起，表面微织构迅速发展，在模具，航空，生物等领域都得到了广泛的应用。为了更进一步的提高微织构的摩檫学性能，在摩擦副的表面织构中添加各种润滑材料，如固体润滑材料，润滑油，润滑脂等。在表面沉积一层固体润滑薄膜主要用溅射沉积的方法，但是溅射沉积的电流控制比较复杂，对设备、环境、参数设定的要求都比较高，薄膜沉积的速度比较慢，并且沉积比较厚的薄膜时容易崩裂。而为了让固体润滑材料更好的填充进摩擦副表面的织构中，各种工艺也随之兴起，如模具热压固化法，保温保压固化法等，但是这些方法的设备装置比较复杂，对工况的要求比较高。

发明内容

为了克服现有的微织构中固体润滑材料填充储存的难点，本发明提供一种微织构填充固体润滑材料的填充方法和装置，该装置能把固体润滑材料压进织构中，增加储存在织构中的润滑材料的量，为摩擦副的表面提供更长时间的润滑，形成更完整的润滑薄膜，增加工件的使用寿命。

一种微织构填充固体润滑材料的填充装置，其特征在于：包括支撑系统、填充系统、多工位模具旋转系统、锁死系统、模具头间距调节系统、控制系统；

所述多工位模具旋转系统包括第一步进电机、第一联轴器、主轴、主动齿轮、从动轮、花键轴，所述主动齿轮为不完全齿轮，从动轮为完全齿轮，所述第一步进电机通过第一联轴器带动主轴，所述主动齿轮固定安装在主轴上，所述从动轮通过键装在花键轴上、且与主动齿轮啮合；

填充系统包括固定式模具盘、滑移式模具盘、模具、模具头，所述模具、模具头装在固定式模具盘、滑移式模具盘上，所述固定式模具盘、滑移式模具盘装在花键轴上，固定式模具盘通过销钉实现轴向的定位；

锁死系统包括凸轮盖、弹簧、凸轮、销轴，所述凸轮固定在主轴上、并位于凸轮盖内圈内，不完全齿轮主动齿轮有齿的方向与凸轮的短轴方向同向安装，凸轮与销轴的底面用弹簧连接，使凸轮的外圆柱面始终与销轴的底面接触；所述固定式模具盘上设置有定位孔，所述销轴穿出凸轮盖、且能够与定位孔配合能够实现锁死功能；

模具头间距调节系统由花键轴承座、中间连接杆、导轨座、导轨、第二步进电机、第二联轴器、丝杠、第一支撑座，所述导轨的两端分别固定支撑柱上；所述丝杠的一端通过第二联轴器与第二步进电机连接，所述第二步进电机通过电机座固定在支撑柱上，所述丝杠的另一端通过第二支撑座固定在另一个支撑柱上；所述第一支撑座具有螺纹孔、并装在丝杠上，导轨座装在导轨上，滑移式模具盘通过中间连接杆固定在导轨座上，滑移式模具盘与中间连接杆通过第二轴承连接，第一支撑座与导轨座固定连接，所述滑移式模具盘在丝杠的驱动下在花键轴上滑动；所述花键轴的两端通过连接杆固定在导轨上，所述花键轴与连接杆通过第一轴承连接；第一步进电机通过第二连接支撑固定在连接头上；主轴上的凸轮通过第一连接支撑固定在导轨上；花键轴承座装在花键轴上，且可在花键轴上滑动，滑移式模具盘通过螺栓固定在花键轴承座上；

控制系统包括光栅尺、光栅尺数据采集显示器、第二步进电机控制器，所述光栅尺一端装在连接杆上，另一端装在连接头上、并与光栅尺数据采集显示器电联接，所述第二步进电机控制器与第二步进电机联接。

进一步地，所述的支撑柱与导轨之间还设置有数字伺服液压油缸，导轨通过连接头装在所述数字伺服液压油缸上。