直接测温热喷丸夹具

1.本实用新型涉及一种热喷丸工艺中所使用的夹具。


背景技术：

2.喷丸工艺属于表面强化工艺，根据喷丸时是否需要加热而区分为热喷丸与冷喷丸。热喷丸条件下，工件可以产生更大的塑性变形，但塑性变形往往是不需要的，过大的塑性变形会导致工件表面质量下降，而需要控制热喷丸工艺的加热温度。但热喷丸有其特有的优势，在于工件材料在加热状态下可以降低材料在喷丸过程中的变形抗力，从而获得更大的塑性变形层，并借助于材料产生的恢复现象而大幅降低喷丸层的残余应力。
3.针对不同材质的工件热喷丸工艺会选择不同的喷丸温度，借以避免产生工艺缺陷，例如工件表面萌生微裂纹或者产生不可回复的变形。因此，严格控制喷丸工艺下的喷丸温度非常重要，避免喷丸温度超出预定的范围而产生的工艺缺陷。
4.一般情况下，喷丸工艺的温度检测多直接在喷丸室内安装测温探头，基于闭环的方式控制喷丸温度，但飞溅的丸料可能会击坏测温探头，在此条件下，当前普遍采用间接的方式测温，一般以喷丸室选定的某个部位开孔，通过测量喷丸室内的气温，间接的反应出工件的表面温度，该种方式没有直接测量工件表面温度，尽管通过间接的方式获知，但因喷丸的丸料靠气流携带丸料产生冲击，喷丸室内气流扰动比较强，对喷丸室内气温的检测往往不能代表工件的温度。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，提供一种能够直接测量工件温度的测温热喷丸夹具，从而为闭环控制热喷丸工作温度提供相对可靠的依据。
6.在本实用新型的实施例中，提供了一种直接测温热喷丸夹具，其基本结构包括：
7.夹具座，在预定的基准方向上成型出或者安装有导轨，并在基准方向上确定出固定端和游动端；
8.滑座，与所述导轨配合形成导轨副；
9.驱动机构，位于夹具座的游动侧，该驱动机构的输出构件连接所述滑座，以调整滑座的位置；
10.固定座，安装在或者成型在夹具座的固定端，而与滑座间形成夹持空间；夹具座相应于夹持空间的部分向下开有过孔；
11.红外测温仪，所配探头位于所述过孔处，通过所述过孔对夹持空间所夹持工件测温。
12.可选地，所述夹具座下部开有在基准方向上延伸的贯通槽；
13.所述探头位于贯通槽内。
14.可选地，所述贯通槽向上连通至所述夹持空间，所述过孔构成贯通槽连通部分的部分构成；
15.贯通槽位于导轨副的部分向上穿透而构造出作为所述导轨的t型槽导轨。
16.可选地，所述夹具座为在基准方向上延伸的条块结构；
17.夹具座在基准方向上的两端各具有一个立部，两立部间形成夹持调整空间；
18.相应地，所述连通部分介于两立部间；
19.其中，位于固定端侧的立部构成固定座或构成固定座的安装基部。
20.可选地，位于游动端侧的立部开有基准方向上的螺纹孔；
21.相应地，所述驱动机构构造为：
22.提供一下与所述螺纹孔配合的丝杆，该丝杆与固定端相对的一端与所述滑座间活动连接，以消除丝杆的转动干涉；
23.丝杆远离固定端的一端构成驱动端。
24.可选地，所述驱动端配装有手轮。
25.可选地，提供一与所述丝杆配合的锁紧螺母，以在丝杆调整到位后，锁紧丝杆。
26.可选地，所述贯通槽的侧槽壁开有减重孔。
27.可选地，所述滑座和所述固定座上开有装配槽口，提供通过可拆装配方式装配在该装配槽口上的夹块，以适配工件更换夹块。
28.可选地，所述夹块的上端开有定位台阶，以定位喷丸器的喷口。
29.在本实用新型的实施例中，所提供的直接测温喷丸夹具配置有一个夹具座，夹具座在基准方向上设有或者成型有导轨，进而在基准方向上配有固定座和滑座，通过调整滑座的位置实现对不同尺寸的工件的对夹。而夹具座在滑座与固定座所形成的夹持空间底部开有过孔，红外测温仪的探头通过该过孔对工件进行测温。由于探头为夹具所遮挡，不会被弹丸所击打，并且探头位于工件正下侧，能够对工件进行直接测温，而不需要间接测温，准确性相对较高。
附图说明
30.图1为一实施例中直接测温喷丸夹具立体结构示意图。
31.图2为一实施例中直接测温喷丸夹具主视结构示意图。
32.图中：1.红外测温仪，2.线缆，3.贯通槽，4.立部，5.夹座，6.夹块，7.定位台阶，8.滑座，9.固定孔，10.丝杠，11.锁紧螺母，12.立部，13.手轮，14.t型槽导轨，15.减重孔，16.探头，17.v型槽。
具体实施方式
33.图1中具有一个基准方向，即丝杆10的轴向，表现在图2中为左右方向，也是图中的横向。而对于机械结构，上下方向是确定的，一般以部件使用状态下的常态为基准确定出的竖直方向为上下方向，例如夹块6，表现为竖直方向，用于承托例如喷丸器的喷嘴。
34.稍有生活常识的人都能理解，对于一个热源，受热对流的影响，热源上侧除了受热辐射影响外，还受加热后的上升热流的影响，相对应的，热源下侧除了热辐射影响外，受热对流的影响，会有从周围补充的冷空气对热源下端进行冷却，在此情况下，位于热源下方的部件受工件热度的影响相对比较小，而对例如探头16相对友好，因此，例如线缆2也向下布设，从而降低线缆2的热损伤。
35.同时，图1中例示的线缆2的布置方式仅用来示意，应当理解，对于喷丸室而言，线缆2位于喷丸室内的必要性不大，换言之，红外测温仪1及所配线缆2均可以位于喷丸室外，而探头16的位置恰恰提供了红外测温仪1及线缆2布设在喷丸室外提供了较好的基础。
36.应知，喷丸是一种表面处理工艺，对于工件的装夹可靠性要求相对较低，因而工件可以仅仅是单端装夹，而可以对若干个表面进行喷丸处理，而在一些应用中，喷丸可以仅仅是对工件的一个表面进行处理，因此定端装夹应用更加广泛。
37.图1和2例示的结构中直接测温热喷丸夹具包含一个主体结构，为包含图中立部4和立部12的一体结构，记为夹具座，夹具座整体上两端各有一个立部，即图中的立部4和立部12，从而在两个立部之间形成夹持空间，立部记为向上突出的部分，那么夹具座剩余的部分记为基部，基部的上表面提供支撑平面，工件可以撑持在支撑平面上，然后例如滑座8移动实现装夹。
38.相应地，如前所述，夹具座基于预定的基准方向而具有两个端部，从而适配有立部4和立部12，进而，为滑座8提供导引的是例如图1中例示的t型槽导轨14，滑座8与t型槽导轨14间形成t型槽导轨副。
39.需要说明的是，对于滑座8的导引并不需要精确导引，因此，t型槽导轨副可以是一种基于松配合的导轨副，而可以不进行润滑，从而不必考虑高温（热喷丸的工作温度）润滑。
40.有鉴于此，例如t型槽导轨14可以直接由所述基部成型出来，例如基部为铸铁部件，铸造时直接成型出t型槽，然后在进行表面加工，例如镗削形成具有光洁表面的t型槽。
41.滑座8下端设置一个能够探入t型槽导轨14的块体，t型槽下端设置一个大于槽口块体。
42.另外，滑座8还可以直接使用t型槽螺栓定位在t型槽导轨14处。
43.如果想获得相对较高的精度，夹具座上所安装的导轨可以是采购的导轨构件，并且导轨构件可以是两条，两条导轨构件在夹具座上平行安装，平行的方向为丝杆10的轴向。
44.导轨构件在夹具座上的安装可以是使用轨道螺栓的装配方式，或者导轨构件厂家所推荐的安装方式。
45.为利于说明，在预定的基准方向上，夹具座的一端记为固定端，另一端记为游动端，结合说明书附图可以清楚的知晓，所谓游动端只是针对夹具对工件对夹的功能上进行描述的，而非指夹具座自身在基准方向上的长度是可调的。所谓游动端并不具有对夹具座自身功能的限定作用。
46.图1中，滑座5可以构造为活动夹具体，也可以构成活动夹具体的组成部分，图1中活动夹具体为一个总成结构，包含若干组成，用于调整活动夹具体的夹持工作面的大小，以适应不同种类的个体大小不同的工件。
47.同样地，对于固定座所对应的固定夹具体而言，在图1例示的结构中表现为一个总成结构，用于根据不同种类的工件调整夹具体的构成，从而具有可调性。
48.基于前述的说明书可知，夹具体可以仅仅包含滑座8和固定座，也可以包含其他附件，该附件可以包括夹座5、夹块6，也可以包含其他附件，用以调整夹具体，从而提高对工件的适应性。
49.存在滑座8，势必有能够调整滑座8位置的驱动机构，显然该驱动机构位于夹具座的游动侧，需要说明的是，位于夹具座的游动侧并不表示位于例如图2中的正右侧，换言之，
驱动机构的只需要提供输出为平行于丝杆10轴向的输出构件即可，而不要求驱动机构的全部都位于例如滑座8的正右侧。
50.由此可见，驱动机构的输出构件提供用于滑座8在导轨方向上的驱动力，借以调整滑座8在例如丝杆10轴向的位置，或者说在导轨方向上的位置，该种调整更为准确的描述为夹持力达到预定夹持要求的夹持作动。
51.为了避免超压，例如图1中例示的手轮13可以通过超越离合器安装在丝杆10上。
52.例如手轮13还可以通过摩擦机构安装在例如丝杆10上，通过调整摩擦力的大小来调定夹持力，该摩擦机构可以理解为一种摩擦离合器或者摩擦传动机构。
53.为利于描述，将固定座与滑座8之间的空间定义为夹持空间，以用于工件的装夹。
54.应知，夹持空间为活动空间，取决于滑座8在导轨上的位置。
55.进一步地，活动空间具有适应于不同尺寸工件的能力，从而具有较为广泛的应用。
56.进一步地，夹具座相应于夹持空间的部分向下开有过孔，需要说明的是，由于理想条件下，工件的温度可以认为是均匀的，因此，过孔个体可以相对较小，并且向固定座侧偏置，换言之，能够适应不同种类的工件。
57.对于图1例示的结构，基于t型槽的贯通使得过孔构成t型槽的一部分，此时所考虑的探头16的安装位置，只需要靠近固定座即可，或者说向固定座侧偏置。
58.以过孔为基准，探头16配置在过孔处，由于采用红外测温仪1，探头为光学部件，探头16也可以理解为镜头，朝向为工件下端。
59.此时，工件下端撑持在具有t型槽的工作台面上，探头16冲向未被工作台面所遮挡的部分。
60.进而，弹丸击打的工件位置不会使散乱的单位击打到探头16，能够对探头16起到很好的保护作用。
61.同时，探头16此时距离工件相对较劲，从而不容易为扰动的气流所干扰，而具有更高的测量准确性。
62.从个体的重量考虑，图1例示的结构中，夹具座下部开有一个基准方向上的贯通槽3，使贯通槽3两侧的夹具座体构成板式支腿，一定跨距的支撑相对于平面支撑的支撑稳定性相对更好。
63.贯通槽3加工相对容易，尤其是对于机架式的夹具座，可以铸造成型，贯通槽3适配于砂型，可以节省用料，同时减少后续加工的难度。
64.应知，相对于工件尺寸，夹具座开贯通槽3并不影响其可用强度，即满足夹具夹持工件所需要的强度，因此，减重相对而言只有益处，而无弊端。同时也不必考虑夹持稳定性，不同于例如车削所需要的可靠的装夹，需要对应非常大的切削力。热喷丸时，夹具所对抗的丸料冲击力非常小，因此，减重应为主要考虑方向，而非强度。
65.相应地，所述探头16位于贯通槽3内，受贯通槽保护，即便是弹丸弹射到喷丸室的壁上反弹也不会落在探头16上，从而能够对探头16起到相对较好的保护作用。
66.从图1中可以看出，贯通槽3表现为下部相对较宽，上部相对较窄的台阶槽，而在t型槽导轨14处，具有更小的宽度。进而所述贯通槽3向上连通至所述夹持空间，所述过孔构成贯通槽3连通部分的部分构成。
67.进一步地，贯通槽3位于导轨副的部分向上穿透而构造出作为所述导轨的t型槽导
轨14。这里的穿透显而易见的是透过工作台面的穿透，从而构造出t型槽导轨14。
68.t型槽导轨14所对应的t型槽部分包含了贯通槽3的部分结构，也相当于延展了丸料可能下落的范围，但受工件，以及滑座8的遮挡，仍然不会对探头16产生直接的击打。
69.图1例示的结构中可见，所述夹具座为在基准方向上延伸的条块结构，结构规整；进而夹具座在基准方向上的两端各具有一个立部，如图中所示的立部4和立部12，其中立部4可以构成固定座或者固定座的一部分，而立部12则用于装配所述驱动机构。
70.相应地，两立部间形成夹持调整空间，用于配置滑座8及滑座8所负载的部件。
71.相应地，所述连通部分介于两立部间，连通部分同时构成t型槽的主要部分。
72.适配于图1中所示的丝杆10，位于游动端侧的立部12开有基准方向上的螺纹孔；相应地，所述驱动机构构造为：
73.提供一下与所述螺纹孔配合的丝杆10，该丝杆10与固定端相对的一端与所述滑座8间活动连接，以消除丝杆10的转动干涉；而丝杆10远离固定端的一端构成驱动端。
74.关于滑座8与丝杆10间的活动连接，可以是球铰链连接，在滑座8受到t型槽导轨14约束的情况下，球铰链的三个自由度有两个被限制，即只保留了绕丝杆10轴线转动的自由度。
75.而在一些实施例中，滑座8与丝杆10件的活动连接还可以是轴孔配合的连接，只不过此时需要考虑丝杆10回程时能够带动滑座8，因此，轴孔配合的轴段末端应有大于相应孔孔径的约束，此种结构在机械领域属于常规结构，在此不再赘述。
76.鉴于装夹工件普遍要求不高，因此，在优选的实施例中采用手动夹紧，相应地，如图1所示，所述驱动端配装有手轮13。
77.需要特别说明的是，手动可以实现的这类简单运动同样可以直接实现，换言之，在本实用新型的实施例中并不排除直接装夹的实现。
78.进一步地，在图1例示的结构中，提供一与所述丝杆10配合的锁紧螺母11，以在丝杆10调整到位后，锁紧丝杆10。
79.锁紧螺母11优选的配置在立部12与立部4相对的一侧。
80.关于夹具座，进一步地，所述贯通槽3的侧槽壁开有减重孔15，以进一步的减重。
81.所述滑座8和所述固定座上开有装配槽口，提供通过可拆装配方式装配在该装配槽口上的夹块6，以适配工件更换夹块6。
82.图1中，例如滑座8与夹块6间的连接为间接连接，间接连接的间接物为图中所示的夹座5，夹座5的存在有利于减少对滑座8自身结构的调整。
83.图1中，夹座5上所开槽口的侧壁开有固定孔9，使用紧定螺钉固定所述夹块6。
84.为了控制喷丸的路径，所述夹块5的上端开有定位台阶7，以定位喷丸器的喷口。

技术特征：
1.一种直接测温热喷丸夹具，其特征在于，包括：夹具座，在预定的基准方向上成型出或者安装有导轨，并在基准方向上确定出固定端和游动端；滑座，与所述导轨配合形成导轨副；驱动机构，位于夹具座的游动侧，该驱动机构的输出构件连接所述滑座，以调整滑座的位置；固定座，安装在或者成型在夹具座的固定端，而与滑座间形成夹持空间；夹具座相应于夹持空间的部分向下开有过孔；红外测温仪，所配探头位于所述过孔处，通过所述过孔对夹持空间所夹持工件测温。2.根据权利要求1所述的直接测温热喷丸夹具，其特征在于，所述夹具座下部开有在基准方向上延伸的贯通槽；所述探头位于贯通槽内。3.根据权利要求2所述的直接测温热喷丸夹具，其特征在于，所述贯通槽向上连通至所述夹持空间，所述过孔构成贯通槽连通部分的部分构成；贯通槽位于导轨副的部分向上穿透而构造出作为所述导轨的t型槽导轨。4.根据权利要求3所述的直接测温热喷丸夹具，其特征在于，所述夹具座为在基准方向上延伸的条块结构；夹具座在基准方向上的两端各具有一个立部，两立部间形成夹持调整空间；相应地，所述连通部分介于两立部间；其中，位于固定端侧的立部构成固定座或构成固定座的安装基部。5.根据权利要求4所述的直接测温热喷丸夹具，其特征在于，位于游动端侧的立部开有基准方向上的螺纹孔；相应地，所述驱动机构构造为：提供一下与所述螺纹孔配合的丝杆，该丝杆与固定端相对的一端与所述滑座间活动连接，以消除丝杆的转动干涉；丝杆远离固定端的一端构成驱动端。6.根据权利要求5所述的直接测温热喷丸夹具，其特征在于，所述驱动端配装有手轮。7.根据权利要求5所述的直接测温热喷丸夹具，其特征在于，提供一与所述丝杆配合的锁紧螺母，以在丝杆调整到位后，锁紧丝杆。8.根据权利要求2所述的直接测温热喷丸夹具，其特征在于，所述贯通槽的侧槽壁开有减重孔。9.根据权利要求1所述的直接测温热喷丸夹具，其特征在于，所述滑座和所述固定座上开有装配槽口，提供通过可拆装配方式装配在该装配槽口上的夹块，以适配工件更换夹块。10.根据权利要求9所述的直接测温热喷丸夹具，其特征在于，所述夹块的上端开有定位台阶，以定位喷丸器的喷口。

技术总结
本实用新型公开了一种直接测温热喷丸夹具，其基本结构包括：夹具座，在预定的基准方向上成型出或者安装有导轨，并在基准方向上确定出固定端和游动端；滑座，与所述导轨配合形成导轨副；驱动机构，位于夹具座的游动侧，该驱动机构的输出构件连接所述滑座，以调整滑座的位置；固定座，安装在或者成型在夹具座的固定端，而与滑座间形成夹持空间；夹具座相应于夹持空间的部分向下开有过孔；红外测温仪，所配探头位于所述过孔处，通过所述过孔对夹持空间所夹持工件测温。依据本实用新型技术方案的直接测温热喷丸夹具能够直接测量工件温度。温热喷丸夹具能够直接测量工件温度。温热喷丸夹具能够直接测量工件温度。


技术研发人员：钱春光 温道胜 孙永烁 王守仁 杨学锋 袁海峰
受保护的技术使用者：济南大学
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/19