喷涂夹具及喷涂方法与流程

1.本发明属于航空发动机领域，尤其涉及一种零件的喷涂夹具及喷涂方法。


背景技术：

2.航空发动机中的许多零件长期在高温、高压、强气流冲蚀的环境下工作，为了保障发动机的飞行安全，提升零件的抗氧化、抗气流冲蚀及抗腐蚀性能以及延长零件在极端工作条件下的使用寿命，通常会在零件的工作表面采用热喷涂的工艺方法，涂覆一层或多层防护涂层。比较典型的涂层有抗氧化涂层和耐热腐蚀涂层、封严涂层、热障涂层等。
3.由于航空发动机零件对涂层的性能和涂层厚度尺寸都有十分严格的要求，但因为某些零件结构复杂，形状特殊，采用常规的喷涂方法和喷涂工艺几乎无法满足对这些零件的喷涂技术要求。
4.比如某型航空发动机的高压内空气封严后轴承座，需要对零件的凹槽进行喷涂加工，涂层厚度要求为0.13mm-0.20mm，并确保不会对槽底部的孔周边进行过喷。由于零件u型尺寸狭小，且槽底与两侧壁垂直，转接过渡转角小，造成喷枪在喷涂一侧壁时受另一侧壁及其上的保护部件的影响，其有效喷涂角度小，喷涂角度受限，导致涂层厚度不均匀的问题；进一步，在喷涂焰流在喷涂相邻两个表面区域时，焰流极易发生相互影响和干涉现象，并在相邻面的转接处发生涂层堆积，导致涂层厚度超标，发生各喷涂面涂层厚度不均匀的现象，最终导致零件涂层厚度欠喷或过喷的问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中零件的凹槽喷涂形成的涂层厚度不均匀的缺陷，提供一种喷涂夹具及喷涂方法。
6.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
7.一种喷涂夹具，用于夹持待喷涂的零件，所述零件上设有凹槽，至少部分所述凹槽的内表面为待喷涂区域，所述零件的上表面为第一非喷涂区域，所述凹槽沿所述零件的周向设置，所述凹槽包括相对设置的外侧环壁和内侧环壁、以及位于所述外侧环壁和内侧环壁之间的底壁，其特征在于，所述喷涂夹具包括：保护部件和用于固定所述零件和所述保护部件的定位部件；
8.所述保护部件包括用于遮挡所述第一非喷涂区域的外圈保护部件和内圈保护部件，所述外圈保护部件覆设于所凹槽的外侧环壁的外周缘，所述内圈保护部件覆设于所凹槽的内侧环壁的外周缘；所述外圈保护部件靠近所述凹槽的一端设有用于与喷枪配合的第一斜面，所述内圈保护部件靠近所述凹槽的一端设有用于与喷枪配合的第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面均向所述凹槽斜向延伸。
9.在本技术方案中，通过设置外圈保护部件的第一斜面和内圈保护部件第二斜面，与喷枪的喷涂角度(喷枪的喷嘴的轴线的角度)配合，扩大了喷枪的有效喷涂角度，能够保证凹槽的内表面的涂层厚度一致均匀，且涂层性能满足相关要求。
10.较佳地，所述第一斜面与水平面的夹角为150度～160度；和/或，
11.所述第二斜面与水平面的夹角为150度～160度。
12.在本技术方案中，通过设置第一斜面与水平面的夹角和所述第二斜面与水平面的夹角为大坡度的角度范围，保证喷涂焰流从保护部件的表面自然过渡到待喷涂区域，使喷涂焰流不发生反射和干涉。
13.较佳地，所述外圈保护部件靠近所述凹槽的一端设有凸起，所述凸起突出于所述凹槽的外侧环壁，且所述凸起设有第三斜面，所述第三斜面的一端与所述第一斜面邻接，另一端与所述凹槽的外侧环壁邻接；
14.所述凸起的外边缘距离所述凹槽的外侧环壁的延伸面的距离为2mm～3mm；和/或，
15.所述第三斜面与所述凹槽的外侧环壁的夹角为12度～15度。
16.在本技术方案中，通过设置凸起，从而能够达到阻挡过多喷涂焰流到达待喷涂区域，造成涂层厚度不均匀；通过凸起设置第三斜面，从而使喷涂焰流从保护部件的表面自然过渡到待喷涂区域，并防止喷涂焰流到达位于第三斜面下方的外侧环壁的非喷涂区域。
17.较佳地，所述凹槽的底壁开设有若干通孔，所述通孔的外周缘设有第二非喷涂区域，所述喷涂夹具还包括与所述通孔对应设置的可拆卸的防护部件，所述防护部件用于遮挡所述第二非喷涂区域，所述防护部件包括相连接的头部和杆部，所述头部的外径大于所述杆部的外径，所述杆部穿设于所述通孔中；所述杆部靠近所述头部的一端设有凸台，所述凸台的下表面卡设于所述通孔的外周缘，所述头部在所述通孔的外周缘的投影与所述第二非喷涂区域重合。
18.在本技术方案中，通过设置防护部件遮挡第二非喷涂区域，并通过设置凸台，使防护部件的头部与零件的喷涂面分离，防止喷涂后防护部件的头部与周边涂层发生黏连，从而保证防护部件在拆卸时不会对通孔周边的涂层造成关联损伤。
19.较佳地，所述喷涂夹具还包括用于支撑所述定位部件的支撑部件，所述支撑部件位于所述定位部件的下方。
20.在本技术方案中，通过设置支撑部件，起到抬高零件的目的，使喷涂机械臂有足够的喷涂伸展空间。
21.一种喷涂方法，用于喷涂零件，所述零件上设有凹槽，至少部分所述凹槽的内表面为待喷涂区域，所述零件的上表面为第一非喷涂区域，所述凹槽沿所述零件的周向设置，所述凹槽包括相对设置的外侧环壁和内侧环壁、以及位于所述外侧环壁和内侧环壁之间的底壁，其特点在于，所述喷涂方法包括使用如上所述的喷涂夹具，所述喷涂方法包括以下步骤：
22.s1、对所述零件进行清洗；
23.s2、将所述零件安装至所述喷涂夹具上，通过所述外圈保护部件和所述内圈保护部件遮挡所述第一非喷涂区域；
24.s3、对所述零件的所述凹槽的待喷涂区域的表面进行粗化处理；
25.s4、先对所述零件的所述凹槽的所述外侧环壁和内侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，再对所述底壁的所述待喷涂区域进行喷涂，其中，喷枪在喷涂所述内侧环壁的所述待喷涂区域时，调整所述喷枪的喷涂角度使所述喷枪与所述第一斜面配合；所述喷枪在喷涂所述外侧环壁的所述待喷涂区域时，调整所述喷枪的喷涂角度使所述喷枪与所述第二斜面
配合。
26.在本技术方案中，通过设置外圈保护部件的第一斜面和内圈保护部件第二斜面，与喷枪的喷涂角度(喷枪的喷嘴的轴线的角度)配合，扩大了喷枪的有效喷涂角度，能够保证凹槽的内表面的涂层厚度一致均匀，且涂层性能满足相关要求；并通过先对零件的凹槽的外侧环壁和内侧环壁的待喷涂区域进行喷涂，再对所述底壁的所述待喷涂区域进行喷涂，能够避免焰流在相邻两个表面区域发生相互影响和干涉现象，并在相邻面的转接处发生涂层堆积，进一步提高凹槽的内表面的涂层厚度一致均匀性。
27.较佳地，在步骤s4中，调整所述喷枪的喷涂角度使所述喷枪与所述第一斜面配合，包括：
28.所述喷枪的喷嘴的轴线与所述外圈保护部件的第一斜面的延长面形成第一夹角，所述第一夹角小于或等于2度；和/或，
29.在步骤s4中，调整所述喷枪的喷涂角度使所述喷枪与所述第二斜面配合，包括：
30.所述喷枪的喷嘴的轴线与所述内圈保护部件的第二斜面的延长面形成第二夹角，所述第二夹角小于或等于2度。
31.在本技术方案中，通过设置第一夹角的较佳地角度范围，从而能够使喷枪更好地与第一斜面配合；通过设置第二夹角的较佳地角度范围，从而能够使喷枪更好地与第二斜面配合。
32.较佳地，在步骤s4中，先对所述零件的所述凹槽的所述外侧环壁和内侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，再对所述底壁的所述待喷涂区域进行喷涂，包括：
33.s41、将所述喷枪移动至所述喷枪与所述零件相对位置径向的近端区域，对所述凹槽的内侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂；
34.s42、将喷枪移动至所述喷枪与所述零件相对位置径向的远端区域，对所述凹槽的所述外侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，旋转所述喷枪至所述喷枪的喷嘴的轴线垂直于所述底壁，对所述凹槽的底壁的所述待喷涂区域进行喷涂；和/或，
35.在步骤s4中，所述零件转速设置为95rpm～105rpm，所述喷枪的喷嘴距离所述凹槽的表面的距离为95mm～105mm。
36.在本技术方案中，通过先移动喷枪至近端区域对所述凹槽的内侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，再移动喷枪至远端区域对所述凹槽的所述外侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，接续旋转所述喷枪对所述凹槽的底壁的所述待喷涂区域进行喷涂，从而更为符合设置在通常位置的喷涂机械臂的运动路径，从而能够更快捷地完成喷涂作业。
37.较佳地，在步骤s41中，对所述凹槽的内侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，包括：
38.所述喷枪的喷嘴的轴线与所述凹槽的内侧环壁形成第三夹角，所述喷枪沿竖直方向以第一移动速度由上至下移动第一距离对所述凹槽的内侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，所述第一距离为所述内侧环壁上的所述待喷涂区域的高度，所述喷枪的第一移动速度为1.8mm/s～2.2mm/s；所述第三夹角为62度～68度。
39.在本技术方案中，通过上述设置，提供较佳的喷涂方法。
40.较佳地，在步骤s42中，对所述凹槽的所述外侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，包括：
41.所述喷枪的喷嘴的轴线与所述凹槽的外侧环壁形成第四夹角，所述喷枪沿竖直方
向以第二移动速度由上至下移动第二距离对所述外侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，所述第二距离为所述外侧环壁上的所述待喷涂区域的高度，所述喷枪的第二移动速度为1.8mm/s～2.2mm/s；所述第四夹角为62度～68度；和/或，
42.在步骤s42中，旋转所述喷枪，包括：
43.以第三移动速度旋转所述喷枪，所述第三移动速度为2.5mm/s～2.8mm/s；和/或，
44.在步骤s42中，对所述凹槽的底壁的所述待喷涂区域进行喷涂，包括：
45.所述喷枪沿水平方向以第四移动速度移动第三距离对所述底壁进行喷涂，所述第三距离为所述底壁上的所述待喷涂区域的宽度，所述喷枪的第四移动速度为1.8mm/s～2.2mm/s。
46.在本技术方案中，通过上述设置，提供较佳的喷涂方法。并且，通过设置旋转所述喷枪的第三移动速度高于其他位置的移动速度，从而进一步避免在相邻面的转接处发生涂层堆积，从而进一步提高凹槽的内表面的涂层厚度一致均匀性。
47.本发明的积极进步效果在于：
48.本发明通过设置外圈保护部件的第一斜面和内圈保护部件第二斜面，与喷枪的喷涂角度(喷枪的喷嘴的轴线的角度)配合，扩大了喷枪的有效喷涂角度，能够保证凹槽的内表面的涂层厚度一致均匀，且涂层性能满足相关要求；并通过先对零件的凹槽的外侧环壁和内侧环壁的待喷涂区域进行喷涂，再对所述底壁的所述待喷涂区域进行喷涂，能够避免焰流在相邻两个表面区域发生相互影响和干涉现象，并在相邻面的转接处发生涂层堆积，进一步提高凹槽的内表面的涂层厚度一致均匀性。
附图说明
49.图1为待喷涂的零件的俯视结构示意图。
50.图2为图1中c-c方向的部分剖视结构示意图。
51.图3为本发明一较佳实施例的喷涂夹具的剖视结构示意图。
52.图4为本发明一较佳实施例的喷涂夹具的局部剖视结构示意图。
53.图5为本发明一较佳实施例的喷涂夹具的防护部件的结构示意图。
54.图6为本发明一较佳实施例的喷涂方法的工艺流程图。
55.图7为本发明一较佳实施例的喷涂方法中喷枪移动路径示意图。
具体实施方式
56.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。
57.本实施例提供一种喷涂夹具20，用于夹持待喷涂的零件10。如图1和图2所示，零件10上设有凹槽11，至少部分凹槽11的内表面为待喷涂区域a1，零件10的上表面为第一非喷涂区域b2，凹槽11沿零件10的周向设置，凹槽11包括相对设置的外侧环壁12和内侧环壁13、以及位于外侧环壁12和内侧环壁13之间的底壁14。在本实施例中，外侧环壁12和内侧环壁13均沿竖直方向v设置，且外侧环壁12和内侧环壁13均垂直于底壁14，即底壁14沿水平方向o设置。凹槽11可以为u型凹槽。在本实施例中，零件10为环形件。
58.如图3和图4所示，图中为待喷涂的零件10安装至喷涂夹具20后的剖视结构示意
图。喷涂夹具20包括：保护部件30和用于固定零件10和保护部件30的定位部件40。
59.保护部件30包括用于遮挡第一非喷涂区域的外圈保护部件31和内圈保护部件32，外圈保护部件31覆设于所凹槽11的外侧环壁12的外周缘，内圈保护部件32覆设于所凹槽11的内侧环壁13的外周缘；外圈保护部件31靠近凹槽11的一端设有用于与喷枪70配合的第一斜面33，内圈保护部件32靠近凹槽11的一端设有用于与喷枪70配合的第二斜面34，第一斜面33和第二斜面34均向凹槽11斜向延伸。
60.这样，通过设置外圈保护部件31的第一斜面33和内圈保护部件32第二斜面34，与喷枪70的喷涂角度(喷枪70的喷嘴71的轴线g的角度)配合，扩大了喷枪70的有效喷涂角度，能够保证凹槽11的内表面的涂层厚度一致均匀，且涂层性能满足相关要求。
61.较佳地，第一斜面33与水平面的夹角α为150度～160度；第二斜面34与水平面的夹角β为150度～160度。这样，通过设置第一斜面33与水平面的夹角α和第二斜面34与水平面的夹角β为大坡度的角度范围，保证喷涂焰流从保护部件30的表面自然过渡到待喷涂区域，使喷涂焰流不发生反射和干涉。
62.较佳地，外圈保护部件31靠近凹槽11的一端设有凸起35，凸起35突出于凹槽11的外侧环壁12，且凸起35设有第三斜面36，第三斜面36的一端与第一斜面33邻接，另一端与凹槽11的外侧环壁12邻接。
63.凸起35的外边缘距离凹槽11的外侧环壁12的延伸面的距离d为2mm～3mm。
64.第三斜面36与凹槽11的外侧环壁12的夹角δ为12度～15度。
65.这样，通过设置凸起35，从而能够达到阻挡过多喷涂焰流到达待喷涂区域，造成涂层厚度不均匀；通过凸起35设置第三斜面36，从而使喷涂焰流从保护部件30的表面自然过渡到待喷涂区域，并防止喷涂焰流到达位于第三斜面36下方的外侧环壁12的非喷涂区域。
66.较佳地，凹槽11的底壁14开设有若干通孔15，通孔15的外周缘设有第二非喷涂区域b2(请复参阅图1)。喷涂夹具20还包括与通孔15对应设置的可拆卸的防护部件50，防护部件50用于遮挡第二非喷涂区域b2。如图5所示，防护部件50包括相连接的头部51和杆部52，头部51的外径大于杆部52的外径。杆部穿设于通孔15中；杆部靠近头部的一端设有凸台53，凸台53的下表面卡设于通孔15的外周缘，头部51在通孔15的外周缘的投影与第二非喷涂区域b2重合。这样，通过设置防护部件50遮挡第二非喷涂区域b2，并通过设置凸台53，使防护部件50的头部51与零件10的喷涂面分离，防止喷涂后防护部件50的头部51与周边涂层发生黏连，从而保证防护部件50在拆卸时不会对通孔15周边的涂层造成关联损伤，提升了涂层质量和零件10加工合格率。
67.防护部件50的头部51的顶端开一字口，用于喷涂前后对防护部件50的安装和拆卸。
68.在本实施例中，喷涂夹具20还包括用于支撑定位部件40的支撑部件60，支撑部件60位于定位部件40的下方。这样，通过设置支撑部件60，起到抬高零件10的目的，使喷涂机械臂有足够的喷涂伸展空间。
69.具体地，定位部件40为上下两面带配合止口的圆环形转接盘。定位部件40通过上表面的环形凸台止口分别与保护部件30和待喷涂的零件10进行装夹，并对零件10和保护部件30进行限位固定。定位夹具的下表面设置为限位槽，用于与支撑部件60相连接。
70.支撑部件60包括底座和位于底座上方的安装台，底座和安装台之间设有多个支撑
柱。安装台上设置有一圈环状限位台，限位台与定位部件40的下表面的限位槽相配合，以固定定位部件40和支撑部件60。
71.本实施例还提供一种用于喷涂如上所述的零件的喷涂方法，喷涂方法包括使用如上所述的喷涂夹具，如图6所示，喷涂方法包括以下步骤：
72.步骤100：对零件进行清洗；
73.步骤200：将零件安装至喷涂夹具上，通过外圈保护部件和内圈保护部件遮挡第一非喷涂区域；
74.步骤300：对零件的凹槽的待喷涂区域的表面进行粗化处理；
75.步骤400：先对零件的凹槽的外侧环壁和内侧环壁的待喷涂区域进行喷涂，再对底壁的待喷涂区域进行喷涂，其中，喷枪在喷涂内侧环壁的待喷涂区域时，调整喷枪的喷涂角度使喷枪与第一斜面配合；喷枪在喷涂外侧环壁的待喷涂区域时，调整喷枪的喷涂角度使喷枪与第二斜面配合。
76.这样，通过设置外圈保护部件的第一斜面和内圈保护部件第二斜面，与喷枪的喷涂角度(喷枪的喷嘴的轴线的角度)配合，扩大了喷枪的有效喷涂角度，能够保证凹槽的内表面的涂层厚度一致均匀，且涂层性能满足相关要求；并通过先对零件的凹槽的外侧环壁和内侧环壁的待喷涂区域进行喷涂，再对底壁的待喷涂区域进行喷涂，能够避免焰流在相邻两个表面区域发生相互影响和干涉现象，并在相邻面的转接处发生涂层堆积，进一步提高凹槽的内表面的涂层厚度一致均匀性。
77.具体地，在步骤300中，选用20目的氧化铝砂对零件的凹槽的待喷涂区域的表面进行干吹砂处理；吹砂压力为0.14mpa～0.28mpa，吹砂角度为45度～75度，吹砂距离为130mm～250mm，吹砂后零件10的表面粗糙度值不小于ra4.2um。通过上述设置，能够加工出较佳的粗糙表面。优选地，吹砂压力为0.25mpa，由于受零件10结构限制，吹砂角度优选为60度，吹砂距离优选为200mm。
78.在步骤400之前，还包括预备喷涂粉末材料。粉末材料具体为白色氧化铝粉末，将粉末放置在70～82℃的烘箱中，至少干燥1小时。
79.如图7所示，在步骤400中，调整喷枪70的喷涂角度使喷枪70与第一斜面33配合，包括：
80.喷枪70的喷嘴71的轴线g与外圈保护部件31的第一斜面33的延长面形成第一夹角γ1，第一夹角γ1小于或等于2度；
81.在步骤400中，调整喷枪70的喷涂角度使喷枪70与第二斜面34配合，包括：
82.喷枪70的喷嘴71的轴线g与内圈保护部件32的第二斜面34的延长面形成第二夹角γ2，第二夹角γ2小于或等于2度。
83.这样，通过设置第一夹角γ1的较佳地角度范围，从而能够使喷枪70更好地与第一斜面33配合；通过设置第二夹角γ2的较佳地角度范围，从而能够使喷枪70更好地与第二斜面34配合。
84.请复参阅图2、图3、图4和图7，在步骤400中，先对零件10的凹槽11的外侧环壁12和内侧环壁13的待喷涂区域进行喷涂，再对底壁14的待喷涂区域进行喷涂，包括：
85.步骤410：将喷枪70移动至喷枪70与零件10相对位置径向的近端区域，对凹槽11的内侧环壁13的待喷涂区域进行喷涂；
86.步骤420：将喷枪70移动至喷枪70与零件10相对位置径向的远端区域，对凹槽11的外侧环壁12的待喷涂区域进行喷涂，旋转喷枪70至喷枪70的喷嘴71的轴线g垂直于底壁14，对凹槽11的底壁14的待喷涂区域进行喷涂。
87.这样，通过先移动喷枪70至近端区域对凹槽11的内侧环壁13的待喷涂区域进行喷涂，再移动喷枪70至远端区域对凹槽11的外侧环壁12的待喷涂区域进行喷涂，接续旋转喷枪70对凹槽11的底壁14的待喷涂区域进行喷涂，从而更为符合设置在通常位置的喷涂机械臂的运动路径，从而能够更快捷地完成喷涂作业。
88.需要说明的是，在对喷涂机械臂的位置进行调整后(即调整喷涂凹槽11的内侧环壁13的待喷涂区域的位置为远端区域，喷涂凹槽11的外侧环壁12的待喷涂区域的位置为近端区域)，也可以先对对凹槽11的外侧环壁12的待喷涂区域进行喷涂，再对凹槽11的内侧环壁13的待喷涂区域进行喷涂，接续旋转喷枪70至喷枪70的喷嘴71的轴线g垂直于底壁14，对凹槽11的底壁14的待喷涂区域进行喷涂。
89.在步骤400中，零件10转速设置为95rpm～105rpm，喷枪70的喷嘴71距离凹槽11的表面的距离为95mm～105mm。优选地，零件10转速设置为100rpm，喷枪70的喷嘴71距离凹槽11的表面的距离为100mm。
90.较佳地，在步骤410中，对凹槽11的内侧环壁13的待喷涂区域进行喷涂，包括：
91.喷枪70的喷嘴71的轴线g与凹槽11的内侧环壁13形成第三夹角γ3，喷枪70沿竖直方向v以第一移动速度由上至下(由点a1移动至点a2)移动第一距离d1对凹槽11的内侧环壁13的待喷涂区域进行喷涂，第一距离为内侧环壁13上的待喷涂区域的高度，喷枪70的第一移动速度为1.8mm/s～2.2mm/s；第三夹角γ3为62度～68度。这样，通过上述设置，提供较佳的喷涂方法。优选地，喷枪70的第一移动速度为2.0mm/s；第三夹角γ3为65度。
92.较佳地，在步骤420中，对凹槽11的外侧环壁12的待喷涂区域进行喷涂，包括：
93.喷枪70的喷嘴71的轴线g与凹槽11的外侧环壁12形成第四夹角γ4，喷枪70沿竖直方向v以第二移动速度由上至下(由点b1移动至点b2)移动第二距离d2对外侧环壁12的待喷涂区域进行喷涂，第二距离为外侧环壁12上的待喷涂区域的高度，喷枪70的第二移动速度为1.8mm/s～2.2mm/s；第四夹角γ4为62度～68度。这样，通过上述设置，提供较佳的喷涂方法。优选地，喷枪70的第一移动速度为2.0mm/s；第四夹角γ4为65度。
94.在步骤420中，旋转喷枪70，包括：以第三移动速度旋转喷枪70(由点b2移动至点c1)，第三移动速度为2.5mm/s～2.8mm/s。这样，通过设置旋转喷枪70的第三移动速度高于其他位置的移动速度(第一移动速度、第二移动速度以及后文中的第四移动速度)，从而进一步避免在相邻面的转接处发生涂层堆积，从而进一步提高凹槽11的内表面的涂层厚度一致均匀性。优选地，第三移动速度为2.5mm/s。
95.在步骤420中，对凹槽11的底壁14的待喷涂区域进行喷涂，包括：喷枪70沿水平方向o以第四移动速度(由点c1移动至点c2)移动第三距离d3对底壁14进行喷涂，第三距离d3为底壁14上的待喷涂区域的宽度，喷枪70的第四移动速度为1.8mm/s～2.2mm/s。这样，通过上述设置，提供较佳的喷涂方法。优选地，喷枪70的第四移动速度为2.0mm/s。
96.需要说明的是，可对凹槽11的喷涂加工设置多个喷涂循环，在完成第一遍喷涂后，可待零件10冷却后，测量凹槽11的外侧环壁12、内侧环壁13和底壁14三个面的厚度尺寸，若厚度差别较大，可以通过调节喷枪70移动速度，完成对涂层厚度的调节，保证各面最终涂层
厚度的均匀性，并达到涂层厚度要求。
97.本实施例提供的喷涂方法具有以下有益技术效果：
98.1、本实施例的喷涂方法实现了对复杂狭小凹槽区域的等离子喷涂加工，解决了直角转接面喷涂时涂层堆积的问题，保证了不同喷涂面涂层厚度的均匀一致。
99.2、本实施例的喷涂方法是对不完整表面的喷涂方法，有效解决了喷涂区域内非喷涂孔口周边区域的遮蔽和保护问题，提升了涂层质量和零件加工合格率。
100.3、本实施例的喷涂方法对其他类似具有较大深度的凹槽和不完整喷涂区域的喷涂加工也具有一定的通用性，具有在航空发动机类似结构的喷涂加工中推广应用的价值。
101.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种喷涂夹具，用于夹持待喷涂的零件，所述零件上设有凹槽，至少部分所述凹槽的内表面为待喷涂区域，所述零件的上表面为第一非喷涂区域，所述凹槽沿所述零件的周向设置，所述凹槽包括相对设置的外侧环壁和内侧环壁、以及位于所述外侧环壁和内侧环壁之间的底壁，其特征在于，所述喷涂夹具包括：保护部件和用于固定所述零件和所述保护部件的定位部件；所述保护部件包括用于遮挡所述第一非喷涂区域的外圈保护部件和内圈保护部件，所述外圈保护部件覆设于所凹槽的外侧环壁的外周缘，所述内圈保护部件覆设于所凹槽的内侧环壁的外周缘；所述外圈保护部件靠近所述凹槽的一端设有用于与喷枪配合的第一斜面，所述内圈保护部件靠近所述凹槽的一端设有用于与喷枪配合的第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面均向所述凹槽斜向延伸。2.如权利要求1所述的喷涂夹具，其特征在于，所述第一斜面与水平面的夹角为150度～160度；和/或，所述第二斜面与水平面的夹角为150度～160度。3.如权利要求1所述的喷涂夹具，其特征在于，所述外圈保护部件靠近所述凹槽的一端设有凸起，所述凸起突出于所述凹槽的外侧环壁，且所述凸起设有第三斜面，所述第三斜面的一端与所述第一斜面邻接，另一端与所述凹槽的外侧环壁邻接；所述凸起的外边缘距离所述凹槽的外侧环壁的延伸面的距离为2mm～3mm；和/或，所述第三斜面与所述凹槽的外侧环壁的夹角为12度～15度。4.如权利要求1所述的喷涂夹具，其特征在于，所述凹槽的底壁开设有若干通孔，所述通孔的外周缘设有第二非喷涂区域，所述喷涂夹具还包括与所述通孔对应设置的可拆卸的防护部件，所述防护部件用于遮挡所述第二非喷涂区域，所述防护部件包括相连接的头部和杆部，所述头部的外径大于所述杆部的外径，所述杆部穿设于所述通孔中；所述杆部靠近所述头部的一端设有凸台，所述凸台的下表面卡设于所述通孔的外周缘，所述头部在所述通孔的外周缘的投影与所述第二非喷涂区域重合。5.如权利要求1-4中任意一项所述的喷涂夹具，其特征在于，所述喷涂夹具还包括用于支撑所述定位部件的支撑部件，所述支撑部件位于所述定位部件的下方。6.一种喷涂方法，用于喷涂零件，所述零件上设有凹槽，至少部分所述凹槽的内表面为待喷涂区域，所述零件的上表面为第一非喷涂区域，所述凹槽沿所述零件的周向设置，所述凹槽包括相对设置的外侧环壁和内侧环壁、以及位于所述外侧环壁和内侧环壁之间的底壁，其特征在于，所述喷涂方法包括使用如权利要求1～5任一项所述的喷涂夹具，所述喷涂方法包括以下步骤：s1、对所述零件进行清洗；s2、将所述零件安装至所述喷涂夹具上，通过所述外圈保护部件和所述内圈保护部件遮挡所述第一非喷涂区域；s3、对所述零件的所述凹槽的待喷涂区域的表面进行粗化处理；s4、先对所述零件的所述凹槽的所述外侧环壁和内侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，再对所述底壁的所述待喷涂区域进行喷涂，其中，喷枪在喷涂所述内侧环壁的所述待喷涂区域时，调整所述喷枪的喷涂角度使所述喷枪与所述第一斜面配合；所述喷枪在喷涂所述外侧环壁的所述待喷涂区域时，调整所述喷枪的喷涂角度使所述喷枪与所述第二斜面配
合。7.如权利要求6所述的喷涂方法，其特征在于，在步骤s4中，调整所述喷枪的喷涂角度使所述喷枪与所述第一斜面配合，包括：所述喷枪的喷嘴的轴线与所述外圈保护部件的第一斜面的延长面形成第一夹角，所述第一夹角小于或等于2度；和/或，在步骤s4中，调整所述喷枪的喷涂角度使所述喷枪与所述第二斜面配合，包括：所述喷枪的喷嘴的轴线与所述内圈保护部件的第二斜面的延长面形成第二夹角，所述第二夹角小于或等于2度。8.如权利要求6所述的喷涂方法，其特征在于，在步骤s4中，先对所述零件的所述凹槽的所述外侧环壁和内侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，再对所述底壁的所述待喷涂区域进行喷涂，包括：s41、将所述喷枪移动至所述喷枪与所述零件相对位置径向的近端区域，对所述凹槽的内侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂；s42、将喷枪移动至所述喷枪与所述零件相对位置径向的远端区域，对所述凹槽的所述外侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，旋转所述喷枪至所述喷枪的喷嘴的轴线垂直于所述底壁，对所述凹槽的底壁的所述待喷涂区域进行喷涂；和/或，在步骤s4中，所述零件转速设置为95rpm～105rpm，所述喷枪的喷嘴距离所述凹槽的表面的距离为95mm～105mm。9.如权利要求8所述的喷涂方法，其特征在于，在步骤s41中，对所述凹槽的内侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，包括：所述喷枪的喷嘴的轴线与所述凹槽的内侧环壁形成第三夹角，所述喷枪沿竖直方向以第一移动速度由上至下移动第一距离对所述凹槽的内侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，所述第一距离为所述内侧环壁上的所述待喷涂区域的高度，所述喷枪的第一移动速度为1.8mm/s～2.2mm/s；所述第三夹角为62度～68度。10.如权利要求8所述的喷涂方法，其特征在于，在步骤s42中，对所述凹槽的所述外侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，包括：所述喷枪的喷嘴的轴线与所述凹槽的外侧环壁形成第四夹角，所述喷枪沿竖直方向以第二移动速度由上至下移动第二距离对所述外侧环壁的所述待喷涂区域进行喷涂，所述第二距离为所述外侧环壁上的所述待喷涂区域的高度，所述喷枪的第二移动速度为1.8mm/s～2.2mm/s；所述第四夹角为62度～68度；和/或，在步骤s42中，旋转所述喷枪，包括：以第三移动速度旋转所述喷枪，所述第三移动速度为2.5mm/s～2.8mm/s；和/或，在步骤s42中，对所述凹槽的底壁的所述待喷涂区域进行喷涂，包括：所述喷枪沿水平方向以第四移动速度移动第三距离对所述底壁进行喷涂，所述第三距离为所述底壁上的所述待喷涂区域的宽度，所述喷枪的第四移动速度为1.8mm/s～2.2mm/s。

技术总结
本发明公开了一种喷涂夹具及喷涂方法，该喷涂夹具用于夹持待喷涂的零件，零件上设有凹槽，该喷涂夹具包括：保护部件和用于固定零件和保护部件的定位部件；保护部件包括用于遮挡第一非喷涂区域的外圈保护部件和内圈保护部件，外圈保护部件覆设于所凹槽的外侧环壁的外周缘，内圈保护部件覆设于所凹槽的内侧环壁的外周缘；外圈保护部件靠近凹槽的一端设有用于与喷枪配合的第一斜面，内圈保护部件靠近凹槽的一端设有用于与喷枪配合的第二斜面，第一斜面和第二斜面均向凹槽斜向延伸。该喷涂方法使用该喷涂夹具对零件进行喷涂，以保证零件的凹槽喷涂形成的涂层厚度均匀。槽喷涂形成的涂层厚度均匀。槽喷涂形成的涂层厚度均匀。


技术研发人员：刘彦军 冯坤顺 王银 孙萌鑫
受保护的技术使用者：中国航发商用航空发动机有限责任公司
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2023/10/11