一种用于多参数试验的热喷涂样品夹具制造技术

本发明专利技术公开了一种用于多参数试验的热喷涂样品夹具，属于热喷涂用装置技术领域。该夹具包括夹具主轴、转盘、悬臂组件、悬臂支架和夹具头，所述悬臂组件为多个，均匀布置在转盘周围，每个悬臂组件上各夹持安装一个热喷涂样品，通过控制各悬臂组件的动作，能够根据试验需求独立调节各个样品的喷涂距离、移动速度和喷涂角度。该夹具可以实现热喷涂工艺参数优化时一次性制备多个不同工艺参数的要求，大大减少喷涂工艺研究过程的时间成本。该夹具适用于火焰喷涂、超音速火焰喷涂、等离子喷涂等各种热喷涂手段。

A thermal spraying sample fixture for multi parameter test

【技术实现步骤摘要】
一种用于多参数试验的热喷涂样品夹具
本专利技术涉及热喷涂用装置
，具体涉及一种用于多参数试验的热喷涂样品夹具。
技术介绍
热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。热喷涂技术使用到的原材料一般为粉末或丝材，使用的热源种类较多，有电弧、等离子弧、燃料燃烧等。根据使用热源或技术的不同，有火焰喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂、超音速火焰喷涂、超音速等离子喷涂等多种热喷涂技术。热喷涂技术在经过处理的普通材料的表面上，制造一个特殊的工作表面，使其达到：防腐、耐磨、减磨、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等一系列多种功能，使其达到提高材料表面和应用性能、节约能源材料的目的，这种特殊的工作表面叫涂层，把制造涂层的工作方法叫热喷涂。热喷涂技术是表面过程技术的重要组成部分之一，约占表面工程技术的三分之一。热喷涂技术的重要技术参数有：送粉量(送丝速率)、热源温度(功率)、喷涂距离、喷枪移动速率、喷涂角度。多个参数需要在热喷涂工艺确定和优化，必然会产生大量的正交试验，给工艺优化工作带来很大的工作量。因此，如能够在一次喷涂中实现多参数样品的制备就显得尤为便捷，可以大大提高工艺试验的效率，节省时间和人力成本。
技术实现思路
为了解决在热喷涂工艺试验过程中，一次喷涂试验只能制造一个工艺参数的样品而带来的效率低下、成本上升的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于多参数试验的热喷涂样品夹具，使用该夹具可以在一次喷涂过程中，同时制造多种喷涂工艺参数样品，实现同时制备不同的喷涂距离、喷涂角度和移动速率的多个样品的目的。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种用于多参数试验的热喷涂样品夹具，包括多个悬臂组件，每个悬臂组件上各夹持安装一个热喷涂样品，通过控制各悬臂组件的动作，能够根据试验需求独立调节各个样品的喷涂距离、移动速度和喷涂角度。该夹具还包括夹具主轴、转盘、悬臂支架和夹具头；其中：所述夹具主轴垂直于圆形转盘径向与转盘焊接在一起，且夹具主轴与圆形转盘同轴固定；多个悬臂组件环绕所述圆形转盘均匀布置；所述悬臂组件包括相连接的大悬臂与调节悬臂，所述圆形转盘的边缘处与各悬臂组件中的大悬臂相连接；所述悬臂支架的一端垂直安装于所述调节悬臂上，悬臂支架的另一端与所述夹具头相连接。所述夹具主轴的自由端连接转动设备，用于控制夹具主轴的转动；所述转动设备为转台、车床或其他可调节夹具主轴转速的设备。所述大悬臂与调节悬臂的连接处具有重叠部分，重叠部分的长度可调。所述大悬臂与调节悬臂的内侧设计为锯齿面结构，两个锯齿面相互啮合在一起；所述大悬臂的锯齿面上设有滑槽，调节悬臂的锯齿面上设有多个等距离排列的螺纹孔，将两个锯齿面调整好重叠部分后啮合在一起，然后用螺栓固定在一起。所述悬臂支架包括一侧的丝杠部分与另一侧的光杆部分，所述悬臂支架的丝杠部分穿过所述调节悬臂上锯齿面上的螺纹孔后，用螺母固定；通过将悬臂支架的丝杠部分固定到锯齿面上不同位置处的螺纹孔中，能够调节样品的高度；通过调节悬臂支架丝杠部分螺母的固定位置，能使悬臂支架与夹具头连接的一端到调节悬臂之间的距离可调。所述夹具头用于固定样品，包括夹持臂Ⅰ和夹持臂Ⅱ，夹持臂Ⅰ和夹持臂Ⅱ之间通过夹持支架相连接，夹持臂Ⅰ和夹持臂Ⅱ的自由端均设置卡槽，用于夹持试验样品。所述夹持支架垂直于夹持臂Ⅰ焊接固定，夹持支架与夹持臂Ⅱ通过螺栓连接，使夹持臂Ⅱ能够相对于夹持臂Ⅰ做旋转动作；所述夹具头还包括锁紧螺栓，锁紧螺栓的两端分别连接夹持臂Ⅰ和夹持臂Ⅱ；将试验样品置于夹持臂Ⅰ和夹持臂Ⅱ上的卡槽内，然后使夹持臂Ⅱ旋转一定角度后夹持住试验样品，再通过锁紧螺栓7的拧紧实现试样样品的最终夹持固定。所述悬臂支架与所述夹具头的夹持臂Ⅰ通过角度调节螺栓相连接，夹持臂Ⅰ能够绕角度调节螺栓旋转任意角度，从而实现喷涂角度的调节。本专利技术的优点和有益效果如下：1、针对热喷涂工艺参数多、工艺调试工作量大等缺点，本专利技术研制了一种用于多参数试验的热喷涂样品夹具，该夹具具有调节简单、使用方便的特点，可以随意调节每个样品的多个参数，如喷涂距离、移动速率和喷涂角度等。2、本专利技术夹具很好地降低了热喷涂工艺优化过程的工作量，极大提高了工艺优化工作的效率，节约大量时间和人力成本。3、该夹具可以实现热喷涂工艺参数优化时一次性制备多个不同工艺参数的要求，大大减少喷涂工艺研究过程的时间成本。该夹具适用于火焰喷涂、超音速火焰喷涂、等离子喷涂等各种热喷涂手段。4、该夹具可以同时调节喷涂距离、移动速率和喷涂角度，可以同时喷涂1～12个或者更多不同工艺参数的样品，也可以当做普通样品夹具，喷涂1种或者多种不同工艺参数的样品。附图说明图1为本专利技术用于多参数试验的热喷涂样品夹具结构示意图。图2为本专利技术夹具中转盘周围夹臂组件布置图。图3为本专利技术夹具中大悬臂与调节悬臂的连接方式。图4为本专利技术夹具中大悬臂结构示意图；其中：(a)内侧锯齿面；(b)侧面；(c)外侧自由面(光滑面)。图5为本专利技术夹具中调节悬臂结构示意图；其中：(a)内侧锯齿面；(b)侧面；(c)外侧自由面(光滑面)。图6为本专利技术夹具中悬臂组件、悬臂支架和夹持头的连接(大悬臂与调节悬臂重叠部分较短，且悬臂支架固定在调节悬臂最上端)。图7为本专利技术夹具中悬臂组件、悬臂支架和夹持头的连接(大悬臂与调节悬臂重叠部分较长，且悬臂支架固定在调节悬臂中部)。图8为本专利技术夹具中悬臂支架与调节悬臂的连接；悬臂支架与调节悬臂的连接位置不同，则夹具头具有不同的有效伸出长度。图9为悬臂支架与夹具头的连接方式。图10为夹具头以角度调节螺栓为轴旋转不同角度。图11为本专利技术夹具中夹具头结构示意图。图12为本专利技术夹具使用示意图。图中：1-夹具主轴；2-大悬臂；3-调节悬臂；4-悬臂支架；401-丝杠部分；402-光杆部分；5-角度调节螺栓；6-夹具头；601-夹持臂Ⅰ；602-夹持臂Ⅱ；603-夹持支架；604-卡槽；605-锁紧螺栓；7-转盘；8-样品；9-喷枪；10-转动设备。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，以下结合附图和实施例对本专利技术进行描述，但实施例仅为对本专利技术的特点和优点做进一步阐述，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术提供一种用于多参数试验的热喷涂样品夹具，可以用于各种热喷涂工艺的参数优化调试，其结构如图1所示。该夹具包括夹具主轴1、转盘7、悬臂组件、悬臂支架4和夹具头6，所述悬臂组件为多个，每个悬臂组件上各通过悬臂支架和夹具头夹持安装一个热喷涂样品8，通过控制各悬臂组件的动作，能够根据试验需求独立调节各个样品的喷涂距离、移动速度和喷涂角度。所述夹具主轴垂直于圆形转盘径向与转盘7焊接在一起，且夹具主轴4与圆形转盘同轴固定；多个悬臂组件环绕所述圆形转盘7均匀布置，如图2所示。如图6所示，所述悬臂组件包括相连接的大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多参数试验的热喷涂样品夹具，其特征在于：该夹具包括多个悬臂组件，每个悬臂组件上各夹持安装一个热喷涂样品，通过控制各悬臂组件的动作，能够根据试验需求独立调节各个样品的喷涂距离、移动速度和喷涂角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于多参数试验的热喷涂样品夹具，其特征在于：该夹具包括多个悬臂组件，每个悬臂组件上各夹持安装一个热喷涂样品，通过控制各悬臂组件的动作，能够根据试验需求独立调节各个样品的喷涂距离、移动速度和喷涂角度。


2.根据权利要求1所述的用于多参数试验的热喷涂样品夹具，其特征在于：该夹具还包括夹具主轴、转盘、悬臂支架和夹具头；其中：所述夹具主轴垂直于圆形转盘径向与转盘焊接在一起，且夹具主轴与圆形转盘同轴固定；多个悬臂组件环绕所述圆形转盘均匀布置；所述悬臂组件包括相连接的大悬臂与调节悬臂，所述圆形转盘的边缘处与各悬臂组件中的大悬臂相连接；所述悬臂支架的一端垂直安装于所述调节悬臂上，悬臂支架的另一端与所述夹具头相连接。


3.根据权利要求2所述的用于多参数试验的热喷涂样品夹具，其特征在于：所述夹具主轴的自由端连接转动设备，用于控制夹具主轴的转动；所述转动设备为转台、车床或其他可调节夹具主轴转速的设备。


4.根据权利要求2所述的用于多参数试验的热喷涂样品夹具，其特征在于：所述大悬臂与调节悬臂的连接处具有重叠部分，重叠部分的长度可调。


5.根据权利要求4所述的用于多参数试验的热喷涂样品夹具，其特征在于：所述大悬臂与调节悬臂的内侧设计为锯齿面结构，两个锯齿面相互啮合在一起；所述大悬臂的锯齿面上设有滑槽，调节悬臂的锯齿面上设有多个等距离排列的螺纹孔，将两个锯齿面调整好重叠部分后啮合在一...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文海，刘建春，周欢，张锁德，周小龙，杨伯俊，吕威闫，王建强，高新华，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：辽宁;21