[发明专利]一种环形零件端面喷涂层火焰重熔加工装置

说明书

本发明公开了一种环形零件端面喷涂层火焰重熔加工装置，一个或多个重熔枪安装在夹持板上，夹持板装夹于角度调节板上；角度调节板与摆动器连接，摆动器驱动重熔枪实现摆动运动；摆动器固定于机械手第一轴移动系统上，能够随机械手实现第一轴、第二轴、第三轴方向的进给运动；待加工的环形零件固定于支撑架上，支撑架可拆卸的固定于支撑板上，且支撑架的高度可调节；支撑板安装固定于立式转台上，通过立式转台带动环形零件进行回转运动；启动摆动器，调节机械手使重熔枪由点火位置移动到工作位置，实现对环形零件表面喷涂层加热，通过重熔枪及环形零件协调运动控制，并随着环形零件不断旋转，最终实现环形零件端面整体重熔处理。

技术领域

本发明属于表面加工装置技术领域，特别涉及一种环形零件端面喷涂层火焰重熔加工装置。

背景技术

环形零件是主机产品常用的零部件结构类型之一，其表面性能直接影响主机产品的工作性能和可靠性，故常采用表面强化技术对其进行强化。热喷涂技术是表面强化工程领域的关键技术，通过选择不同成分的喷涂材料，可以制备具有高硬度、高耐腐蚀性等不同性能的涂层，从而广泛应用于有特殊使用性能要求零部件的制造和修复中。

喷涂层内部及涂层与基体之间主要以机械结合方式为主，进而无法满足冲击载荷、硬质颗粒强挤压、低速重载等工况要求。目前，针对上述问题常采用重熔处理提升涂层的内聚结合强度及涂层与基体的结合力。常用的重熔工艺有火焰重熔、激光重熔、感应重熔、电渣重熔等。其中火焰重熔处理工艺是利用氧-乙炔燃烧产生的火焰对涂层表面进行加热，直至涂层达到熔点后再重新凝固，形成具有冶金结合的重熔层。该工艺操作简单、设备投入低、工艺灵活性高，广泛应用于零件表面喷涂层的后处理加工。

同时，由于环形零件的直径一般较大，宽度较窄，重熔加工过程中工件热量容易散失，零件整体温度无法达到涂层的熔点，故采用传统的沿圆周方向循环加热方式无法实现其端面表面涂层重熔加工。

目前常用的技术方案一为操作工人手持重熔枪，根据工人经验控制加工过程中喷枪与涂层表面的距离，并控制重熔过程中重熔枪的移动速度、重熔搭接距离及重熔加热时间，进而控制重熔层的加工质量。同时环形零件缺乏专用的装夹装置，一般直接将其放置于地面、铁板表面，或采用简易支架支撑环形零件。技术方案二是将环形零件装夹于回转台上，人工转动或电机驱动回转台旋转，而重熔枪沿环形零件圆周方向循环加热。

技术方案一存在以下缺点：

（1）依靠操作人员经验控制重熔枪的移动，一方面重熔枪与涂层表面的加热距离、重熔枪的移动速度、重熔搭接距离无法保证，造成涂层不同区域的加热时间及热输入量各不相同，进而造成涂层及基体的熔化程度存在较大的差异性，最终所获得的重熔层质量一致性较差。（2）将环形零件放置于地面和铁板表面，容易由于热传导导致热量流失，造成加工效率降低。（3）采用放置于地面、铁板表面、简易支架支撑难以满足环形零件不规则端面的装夹要求。

技术方案二存在以下缺点：

（1）采用人工转动驱动回转台旋转无法实现转速的均匀性，易导致涂层各区域的热输入不一致。（2）由于环形零件直径较大，该方案采用的加热方式无法实现集中加热，零件容易由于热量散失进而导致温度无法达到涂层的熔点，降低加工效率，增加重熔加工成本。因此，需要采用一种新的加热方式。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种环形零件端面喷涂层火焰重熔加工装置，一方面，本装置采用摆动式火焰重熔加工工艺，设计了由机械手、摆动器、角度调节板等组成的重熔枪运动控制系统，实现了重熔枪运动的精准控制，还可以同时安装多把重熔枪，提高加工效率。另一方面，本装置设计了专用的支撑架结构，可以实现不同大小、不规则环形端面零件的装夹，能有效降低环形零件的热传导，同时利用立式转台可实现零件转速的任意调节，实现环形零件与重熔枪的协同运动，进而控制涂层的热输入和重熔层质量。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：