圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备的制作方法

1.本发明属于除锈领域。

背景技术：

2.机械零件的内型腔除锈目前比较麻烦，一般是打磨或抛光之类的方法，效率比较低下，除锈不均匀，表面质量有限；而超声波清洗容易对零件表面产生破坏与划痕；采用水喷砂技术可以克服这个缺点，工作过程中，除锈工序是在高压水内进行，不会对零件表面产生损坏，处理效率高，清洁环保；
3.但是一般的水喷砂设备对圆形内型腔机械零件的除锈仍然存在不均匀的现象，尤其是圆形内型腔机械零件的具体结构为批量化的圆锥筒状零件产品时，由于圆锥筒状零件产品的内壁的直径是不一致的，现有的的水喷砂装置无法始终保持与受喷面的距离保持一致，从而造成喷射除锈不均匀的现象，而且喷嘴的运动路径也无法进行严格控制，造成喷射过程存在局部多喷、局部少喷等现象。

技术实现要素：

4.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，内对锥筒型机械零部件的内部进行完整均匀的清洗。
5.技术方案：为实现上述目的，本发明的圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，包括回转体待除锈零件，包括滚珠万向脚轮，滚珠万向脚轮的球形万向滚珠与回转体待除锈零件的内壁待除锈面滚动配合；球形万向滚珠外半包裹有万向滚珠座，万向滚珠座靠近球形万向滚珠暴露部分一侧的圆形端面上呈圆周阵列分布有若干除锈磨液喷嘴，若干除锈磨液喷嘴喷出的除锈磨液射流喷向球形万向滚珠与回转体待除锈零件的内壁待除锈面的切点四周，使滚珠万向脚轮在回转体待除锈零件的内壁待除锈面行走所经过的路径为已除锈路径。
6.进一步的，万向滚珠座包括同球心一体化连接的内球壳体和外球壳体，内球壳体的内壁与球形万向滚珠外壁之间的缝隙中填充有若干轴承滚珠。
7.进一步的，内球壳体与外球壳体之间形成球壳状的除锈磨液压力仓，圆形端面所在的壁体内呈圆周阵列分布有若干导液通道，各除锈磨液喷嘴的进液端通过各导液通道连通除锈磨液压力仓；
8.还包括一体化连接在外球壳体尾端的轴承套，还包括除锈磨液导出管，除锈磨液导出管的外壁通过密封轴承与轴承套内壁转动配合；除锈磨液导出管的导出端连通除锈磨液压力仓；
9.各除锈磨液喷嘴的喷口的喷射方向与轴承套的轴线均形成扭转方向一致的扭转角度，使各除锈磨液喷嘴的喷口喷出射流所形成的反作用力对万向滚珠座形成扭转力，使万向滚珠座沿轴承套的轴线转动，从而使各喷口沿轴承套的轴线转动。
10.进一步的，回转体待除锈零件为圆锥筒形零件，圆锥筒形零件的内壁面为待除锈
圆锥内壁面，球形万向滚珠与待除锈圆锥内壁面滚动配合。
11.进一步的，还包括上部开放的除锈磨液容器，除锈磨液容器内为除锈磨液回收池；除锈磨液回收池上方设置有零件装夹单元；圆锥筒形零件装夹在零件装夹单元上。
12.进一步的，零件装夹单元包括轴线为竖向，且内径从上到下逐渐变小的锥筒形零件同步托；圆锥筒形零件的外锥面完全贴合锥筒形零件同步托内壁面，使圆锥筒形零件与锥筒形零件同步托同轴心同步；
13.锥筒形零件同步托的外壁同轴心一体化设置有回转环，回转环外圈通过回转轴承转动设置有轴承套，轴承套的外壁一体化同轴心设置有升降环盘，升降环盘的下方同轴心设置有浮动圆环，浮动圆环上固定有至少一对竖向导杆，各竖向导杆活动穿过升降环盘上的导孔；升降环盘与底部浮动圆环之间同轴心设置有弹簧，弹簧向上弹性托起升降环盘；浮动圆环的内侧沿径向方向固定设置有一对横向导杆；
14.还竖向的固定立柱，固定立柱的下端固定连接除锈磨液回收池的池底；固定立柱上横向贯通有用于横向导杆横向活动穿过的横向导孔；从而使浮动圆环能沿横向导杆的长度方向自由浮动；
15.固定立柱的顶端通过支架固定安装有导液结构管，导液结构管的上端固定且连通连接除锈磨液导出管，；支架上固定安装有水平的伸缩器，伸缩器的伸缩杆与横向导杆平行；伸缩杆末端固定连接有滚轮座，滚轮座上通过轴承转动安装有行走滚轮；伸缩杆的逐渐伸出使行走滚轮逐渐远离球形万向滚珠，直至行走滚轮与待除锈圆锥内壁面滚动相切。
16.进一步的，行走滚轮的轴线与所在位置的铅垂线呈一定夹角，使行走滚轮在待除锈圆锥内壁面上的滚动路径为圆锥螺旋路径。
17.进一步的，滚轮座上通过电机支架安装有电机，电机能驱动行走滚轮转动；还包括高压除锈磨液供给管，高压除锈磨液供给管的出液端连通导液结构管下端。
18.进一步的，除锈磨液为石英砂、金刚砂和水的混合液体。
19.有益效果：本发明针对具体结构为批量化的圆锥筒状零件产品的内壁进行均匀除锈，通过万向滚珠脚轮结构，使喷射口始终保持与受喷面的距离保持大体一致，提高除锈不均匀性；
20.具体工作过程中，行走滚轮相对于圆锥筒形零件的待除锈圆锥内壁面做沿逐渐上升的圆锥螺旋路径运动，圆锥螺旋路径如图所示；从而使滚珠万向脚轮的球形万向滚珠也跟着相对于圆锥筒形零件的待除锈圆锥内壁面做沿逐渐上升的圆锥螺旋路径运动，由于球形万向滚珠在待除锈圆锥内壁面沿圆锥螺旋路径行走过程中所经过的路径均被万向滚珠座上的各喷口喷射一遍，因此当滚珠万向脚轮的球形万向滚珠在待除锈圆锥内壁面沿圆锥螺旋路径完整行走一遍后，整个待除锈圆锥内壁面至少被高速除锈磨液喷射清扫一遍，从而完成整体内壁的除锈过程；避免了喷射过程存在局部多喷、局部少喷等现象。
附图说明
21.附图1为整体示意图；
22.附图2为整体剖视图(隐去了除锈磨液容器)；
23.附图3为附图2的正视图；
24.附图4为附图3的基础上，圆锥筒形零件还未装夹在零件装夹单元上的示意图；
25.附图5为固定立柱上端部件的示意图；
26.附图6为万向滚珠座结构示意图；
27.附图7为附图6为剖视图；
28.附图8为附图7的正视图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
30.如附图1至8所示的圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，包括回转体待除锈零件，如图6、7、8，还包括滚珠万向脚轮70，滚珠万向脚轮70的球形万向滚珠25与回转体待除锈零件的内壁待除锈面滚动配合；球形万向滚珠25外半包裹有万向滚珠座26，万向滚珠座26靠近球形万向滚珠25暴露部分一侧的圆形端面43上呈圆周阵列分布有若干除锈磨液喷嘴24，若干除锈磨液喷嘴24喷出的除锈磨液射流喷向球形万向滚珠25与回转体待除锈零件的内壁待除锈面的切点四周，除锈磨液可以为石英砂、金刚砂和水的混合液体，使滚珠万向脚轮70在回转体待除锈零件的内壁待除锈面行走所经过的路径为已除锈路径。
31.万向滚珠座26包括同球心一体化连接的内球壳体19和外球壳体22，内球壳体19的内壁与球形万向滚珠25外壁之间的缝隙中填充有若干轴承滚珠21，使球形万向滚珠25能灵活的转动。内球壳体19与外球壳体22之间形成球壳状的除锈磨液压力仓20，圆形端面43所在的壁体内呈圆周阵列分布有若干导液通道23，各除锈磨液喷嘴24的进液端通过各导液通道23连通除锈磨液压力仓20；还包括一体化连接在外球壳体22尾端的轴承套18，还包括除锈磨液导出管16，除锈磨液导出管16的外壁通过密封轴承17与轴承套18内壁转动配合；除锈磨液导出管16的导出端连通除锈磨液压力仓20；各除锈磨液喷嘴24的喷口33的喷射方向与轴承套18的轴线均形成扭转方向一致的扭转角度，使各除锈磨液喷嘴24的喷口33喷出射流所形成的反作用力对万向滚珠座26形成扭转力，使万向滚珠座26沿轴承套18的轴线转动，从而使各喷口33沿轴承套18的轴线转动，从而增强各喷口33喷向待除锈零件的内壁待除锈面的均匀性。
32.在本实施例中，如图1、2、3、4；回转体待除锈零件为圆锥筒形零件2，圆锥筒形零件2的内壁面为待除锈圆锥内壁面1，球形万向滚珠25与待除锈圆锥内壁面1滚动配合；如图1，还包括上部开放的除锈磨液容器41，除锈磨液容器41内为除锈磨液回收池40，除锈磨液回收池40用于回收除锈磨液；除锈磨液回收池40上方设置有零件装夹单元；圆锥筒形零件2装夹在零件装夹单元上。
33.零件装夹单元包括轴线为竖向，且内径从上到下逐渐变小的锥筒形零件同步托3；圆锥筒形零件2的外锥面完全贴合锥筒形零件同步托3内壁面，使圆锥筒形零件2与锥筒形零件同步托3同轴心同步；锥筒形零件同步托3的腰部外壁同轴心一体化设置有回转环47，回转环47外圈通过回转轴承45转动设置有轴承套11，轴承套11的外壁一体化同轴心设置有升降环盘12，升降环盘12的下方同轴心设置有浮动圆环8，浮动圆环8上固定有至少一对竖向导杆10，各竖向导杆10活动穿过升降环盘12上的导孔13；升降环盘12与底部浮动圆环8之间同轴心设置有弹簧9，弹簧9向上弹性托起升降环盘12；浮动圆环8的内侧沿径向方向固定设置有一对横向导杆4；还竖向的固定立柱5，固定立柱5的下端固定连接除锈磨液回收池40的池底；固定立柱5上横向贯通有用于横向导杆4横向活动穿过的横向导孔7；从而使浮动圆
环8能沿横向导杆4的长度方向自由浮动；
34.固定立柱5的顶端通过支架27固定安装有导液结构管15，导液结构管15的上端固定且连通连接除锈磨液导出管16；导液结构管15，为固定刚性结构，从而使滚珠万向脚轮70的位置为始终固定状态。
35.还包括高压除锈磨液供给管6，高压除锈磨液供给管6的出液端连通导液结构管15下端；支架27上固定安装有水平的伸缩器32，伸缩器32的伸缩杆31与横向导杆4平行；伸缩杆31末端固定连接有滚轮座28，滚轮座28上通过轴承转动安装有行走滚轮29，滚轮座28上通过电机支架安装有电机30，电机30能驱动行走滚轮29转动；伸缩杆31的逐渐伸出使行走滚轮29逐渐远离球形万向滚珠25，直至行走滚轮29与待除锈圆锥内壁面1滚动相切；行走滚轮29的轴线与所在位置的铅垂线呈一定夹角，使行走滚轮29在待除锈圆锥内壁面1上的滚动路径为圆锥螺旋路径14。
36.工作原理和工作方法(本实施例是基于回转体待除锈零件为圆锥筒形零件2为基础进行介绍的)：
37.初始状态设置：初始状态下，行走滚轮29、球形万向滚珠25以及固定立柱5均在锥筒形零件同步托3的围合范围内，等待内壁除锈的圆锥筒形零件2还未放入锥筒形零件同步托3，伸缩器32控制伸缩杆31进入缩回状态，使行走滚轮29与球形万向滚珠25为最靠近的状态，使行走滚轮29与球形万向滚珠25在本状态下能同时穿过圆锥筒形零件2最小内径处；
38.步骤一，通过手推等方式，使锥筒形零件同步托3沿横向导杆4方向浮动，使固定立柱5到达锥筒形零件同步托3的轴心位置，然后通过机械臂或人工将一个等待内壁除锈的圆锥筒形零件2同轴心放入锥筒形零件同步托3内，并使圆锥筒形零件2的外锥面完全贴合锥筒形零件同步托3内壁面，使圆锥筒形零件2与锥筒形零件同步托3同轴心同步；
39.步骤二，控制伸缩器32，使伸缩杆31向左伸出，使行走滚轮29逐渐远离固定位置的球形万向滚珠25，直至行走滚轮29向左接触到圆锥筒形零件2下端左侧内壁；此时控制伸缩杆31继续向左伸出，圆锥筒形零件2和锥筒形零件同步托3在行走滚轮29的向左推动下同步沿横向导杆4向左浮动，直至固定位置的球形万向滚珠25接触到圆锥筒形零件2下端右侧内壁，至此完成了对圆锥筒形零件2的装夹；
40.步骤三，高压泵使除锈磨液连续泵入高压除锈磨液供给管6中，从而使滚珠万向脚轮70的圆形端面43上的若干除锈磨液喷嘴24喷出的除锈磨液高速射流喷向球形万向滚珠25与待除锈圆锥内壁面1的切点四周，从而起到清除和打磨待除锈圆锥内壁面1表面锈斑的作用；由于各除锈磨液喷嘴24的喷口33的喷射方向与轴承套18的轴线均形成扭转方向一致的扭转角度，使各除锈磨液喷嘴24的喷口33喷出射流所形成的反作用力对万向滚珠座26形成扭转力，使万向滚珠座26沿轴承套18的轴线转动，从而使各喷口33沿轴承套18的轴线转动，从而增强各喷口33喷向待除锈圆锥内壁面1的均匀性；
41.与此同时，启动电机30，使行走滚轮29主动转动，且适应性的控制伸缩杆31缓慢伸出，使行走滚轮29和球形万向滚珠25后续过程始终与待除锈圆锥内壁面1滚动配合；行走滚轮29在滚动摩擦力的作用下带动锥筒形零件同步托3和圆锥筒形零件2同步沿回转轴承45转动，与此同时，由于伸缩杆31的缓慢伸出，行走滚轮29与球形万向滚珠25越来越远，促使行走滚轮29与球形万向滚珠25逐渐滚到待除锈圆锥内壁面1内径更大的位置，从而使锥筒形零件同步托3和圆锥筒形零件2会同步适应性下降，并向下压缩弹簧9(为了降低锥筒形零
件同步托3和圆锥筒形零件2下降运动的阻力，本实施例的弹簧9的弹性系数很高，比较小的外力即可使弹簧9产生一定的压缩弹性形变量)；与此同时，锥筒形零件同步托3和圆锥筒形零件2适应性的沿横向导杆4长度方向浮动；
42.上一段的综合效果是使行走滚轮29相对于圆锥筒形零件2的待除锈圆锥内壁面1做沿逐渐上升的圆锥螺旋路径14运动，圆锥螺旋路径14如图2所示，由于行走滚轮29和球形万向滚珠25始终与待除锈圆锥内壁面1滚动配合，从而使滚珠万向脚轮70的球形万向滚珠25也相对于圆锥筒形零件2的待除锈圆锥内壁面1做沿逐渐上升的圆锥螺旋路径14运动，由于球形万向滚珠25在待除锈圆锥内壁面1沿圆锥螺旋路径14行走过程中所经过的路径均被万向滚珠座26上的各喷口33喷射一遍，因此当滚珠万向脚轮70的球形万向滚珠25在待除锈圆锥内壁面1沿圆锥螺旋路径14完整行走一遍后，整个待除锈圆锥内壁面1至少被高速除锈磨液喷射清扫一遍，从而完成整体内壁的除锈过程。
43.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，包括回转体待除锈零件，其特征在于：包括滚珠万向脚轮(70)，所述滚珠万向脚轮(70)的球形万向滚珠(25)与所述回转体待除锈零件的内壁待除锈面滚动配合；所述球形万向滚珠(25)外半包裹有万向滚珠座(26)，所述万向滚珠座(26)靠近球形万向滚珠(25)暴露部分一侧的圆形端面(43)上呈圆周阵列分布有若干除锈磨液喷嘴(24)，若干除锈磨液喷嘴(24)喷出的除锈磨液射流喷向所述球形万向滚珠(25)与回转体待除锈零件的内壁待除锈面的切点四周，使所述滚珠万向脚轮(70)在回转体待除锈零件的内壁待除锈面行走所经过的路径为已除锈路径。2.根据权利要求1所述的圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，其特征在于：万向滚珠座(26)包括同球心一体化连接的内球壳体(19)和外球壳体(22)，所述内球壳体(19)的内壁与球形万向滚珠(25)外壁之间的缝隙中填充有若干轴承滚珠(21)。3.根据权利要求2所述的圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，其特征在于：所述内球壳体(19)与外球壳体(22)之间形成球壳状的除锈磨液压力仓(20)，所述圆形端面(43)所在的壁体内呈圆周阵列分布有若干导液通道(23)，各所述除锈磨液喷嘴(24)的进液端通过各所述导液通道(23)连通所述除锈磨液压力仓(20)；还包括一体化连接在外球壳体(22)尾端的轴承套(18)，还包括除锈磨液导出管(16)，所述除锈磨液导出管(16)的外壁通过密封轴承(17)与所述轴承套(18)内壁转动配合；除锈磨液导出管(16)的导出端连通所述除锈磨液压力仓(20)；各所述除锈磨液喷嘴(24)的喷口(33)的喷射方向与所述轴承套(18)的轴线均形成扭转方向一致的扭转角度，使各除锈磨液喷嘴(24)的喷口(33)喷出射流所形成的反作用力对所述万向滚珠座(26)形成扭转力，使万向滚珠座(26)沿轴承套(18)的轴线转动，从而使各喷口(33)沿轴承套(18)的轴线转动。4.根据权利要求3所述的圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，其特征在于：所述回转体待除锈零件为圆锥筒形零件(2)，所述圆锥筒形零件(2)的内壁面为待除锈圆锥内壁面(1)，所述球形万向滚珠(25)与所述待除锈圆锥内壁面(1)滚动配合。5.根据权利要求4所述的圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，其特征在于：还包括上部开放的除锈磨液容器(41)，所述除锈磨液容器(41)内为除锈磨液回收池(40)；所述除锈磨液回收池(40)上方设置有零件装夹单元；所述圆锥筒形零件(2)装夹在零件装夹单元上。6.根据权利要求5所述的圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，其特征在于：所述零件装夹单元包括轴线为竖向，且内径从上到下逐渐变小的锥筒形零件同步托(3)；所述圆锥筒形零件(2)的外锥面完全贴合所述锥筒形零件同步托(3)内壁面，使圆锥筒形零件(2)与锥筒形零件同步托(3)同轴心同步；所述锥筒形零件同步托(3)的外壁同轴心一体化设置有回转环(47)，所述回转环(47)外圈通过回转轴承(45)转动设置有轴承套(11)，所述轴承套(11)的外壁一体化同轴心设置有升降环盘(12)，所述升降环盘(12)的下方同轴心设置有浮动圆环(8)，所述浮动圆环(8)上固定有至少一对竖向导杆(10)，各所述竖向导杆(10)活动穿过升降环盘(12)上的导孔(13)；所述升降环盘(12)与底部浮动圆环(8)之间同轴心设置有弹簧(9)，所述弹簧(9)向上弹性托起所述升降环盘(12)；所述浮动圆环(8)的内侧沿径向方向固定设置有一对横向导杆(4)；还竖向的固定立柱(5)，所述固定立柱(5)的下端固定连接所述除锈磨液回收池(40)的
池底；所述固定立柱(5)上横向贯通有用于所述横向导杆(4)横向活动穿过的横向导孔(7)；从而使浮动圆环(8)能沿横向导杆(4)的长度方向自由浮动；所述固定立柱(5)的顶端通过支架(27)固定安装有导液结构管(15)，所述导液结构管(15)的上端固定且连通连接所述除锈磨液导出管(16)，；所述支架(27)上固定安装有水平的伸缩器(32)，所述伸缩器(32)的伸缩杆(31)与所述横向导杆(4)平行；所述伸缩杆(31)末端固定连接有滚轮座(28)，所述滚轮座(28)上通过轴承转动安装有行走滚轮(29)；所述伸缩杆(31)的逐渐伸出使所述行走滚轮(29)逐渐远离所述球形万向滚珠(25)，直至行走滚轮(29)与所述待除锈圆锥内壁面(1)滚动相切。7.根据权利要求6所述的圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，其特征在于：所述行走滚轮(29)的轴线与所在位置的铅垂线呈一定夹角，使行走滚轮(29)在待除锈圆锥内壁面(1)上的滚动路径为圆锥螺旋路径(14)。8.根据权利要求7所述的圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，其特征在于：所述滚轮座(28)上通过电机支架安装有电机(30)，所述电机(30)能驱动所述行走滚轮(29)转动；还包括高压除锈磨液供给管(6)，所述高压除锈磨液供给管(6)的出液端连通所述导液结构管(15)下端。9.根据权利要求7所述的圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，其特征在于：除锈磨液为石英砂、金刚砂和水的混合液体。

技术总结

本发明公开了一种圆形内型腔机械零件的内壁除锈设备，包括回转体待除锈零件，包括滚珠万向脚轮，滚珠万向脚轮的球形万向滚珠与回转体待除锈零件的内壁待除锈面滚动配合；球形万向滚珠外半包裹有万向滚珠座，万向滚珠座靠近球形万向滚珠暴露部分一侧的圆形端面上呈圆周阵列分布有若干除锈磨液喷嘴；本发明针对具体结构为批量化的圆锥筒状零件产品的内壁进行均匀除锈，通过万向滚珠脚轮结构，使喷射口始终保持与受喷面的距离保持大体一致，提高除锈不均匀性。除锈不均匀性。除锈不均匀性。