适应于复杂表面的超声滚压加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种适应于复杂表面的超声滚压加工装置，包括：一壳体组件、一液压组件、以及一超声组件，所述超声组件固定于所述壳体组件内，所述超声组件包括：一换能器，所述换能器连接有一超声发生器；一变幅杆，所述变幅杆的一第一端连接于所述换能器的一第一端，所述变幅杆的径向切面的两边缘曲线为贝塞尔曲线；和一工具头，所述工具头可拆卸地连接于所述变幅杆的一第二端。本发明专利技术的适应于复杂表面的超声滚压加工装置，能够减轻甚至防止由于环境改变或自身故障的原因所造成的运动失效，具有效率高、能量损失少、体积小、使用寿命长、散热性好、灵活性高、通用性好和重量轻的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属表面处理装置领域，尤其涉及一种适应于复杂表面的超声滚压加工装置。
技术介绍
表面滚压强化是一种较好的表面强化手段，其可在零部件表面制备出细密的纳米层，提高材料各方面性能系数；也可在受损的工件表面，例如飞机发动机叶片，对已投入使用的此类部件进行二次修复，延长服役周期，并同时获得纳米级的表面光洁度，对于降低零件表面的粗糙度、引入残余压应力，改善零件的耐腐蚀、耐磨性和抗疲劳性能均具有重要意义。超声滚压加工是利用超声冲击能量和静载滚压相结合的工作方法，是一种更高效的处理方式。在现有的超声和滚压结合的加工工具头中，一种是把滚压刀具固定在旋转架上，处理轴向和径向的表面；另一种是把施力部件结合滚动的柱体工作头，可处理平面表面。将超声表面滚压方法推广到曲面结构，具有重要的经济实用价值和广阔的应用前景。现有的超声滚压加工装置普遍具有量程范围较小，其加工范围无法满足较高强度材料实验所需强度要求。且现有装置的用于固定头部工具头的头部外壳与外壳主体一体成型或不可拆卸地固定连接，在使用一段时间后头部外壳便会出现磨损但无法更换的情况，造成工具头松落，无法再起固定作用；且磨损后的现有装置会影响加工的精度，如设定相同的参数在同种材料表面处理一段时间后，将得到的结果各不相同。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种适应于复杂表面的超声滚压加工装置，具有效率高、能量损失少、体积小、使用寿命长、散热性好、灵活性高、通用性好和重量轻的优点。为了实现上述目的，本专利技术的一种适应于复杂表面的超声滚压加工装置，包括：一壳体组件；一液压组件；以及一超声组件，所述超声组件固定于所述壳体组件内并连接所述液压组件，所述超声组件包括：一换能器，所述换能器连接有一超声发生器；一变幅杆，其径向切面的两边缘曲线为贝塞尔曲线；所述变幅杆的第一端连接于所述换能器的第一端；和一工具头，所述工具头可拆卸地连接于所述变幅杆的第二端。优选地，所述液压组件包括：依次连接的一液压泵、一液压管路和一液压千斤顶，一液压表设置于所述液压管路上，所述液压千斤顶固定于所述壳体组件内并邻近所述换能器的第二端。优选地，所述液压千斤顶与所述换能器之间设置有一弹性体，所述弹性体的材质为复合橡胶。优选地，所述壳体组件包括：一外壳和一超声固定组件，所述超声组件通过所述超声固定组件安装于所述外壳内；所述超声固定组件包括一空心套筒和位于所述空心套筒两端的第一端盖和第二端盖；所述第一端盖套设于所述换能器的第二端，所述弹性体设置于所述液压千斤顶与所述第一端盖之间；所述第二端盖中部形成一第一通孔，所述变幅杆的一第二端自所述第一通孔伸出。优选地，所述空心套筒的侧壁开设至少一镂空部。优选地，所述外壳包括一主体外壳、一头部外壳和一固定件；所述主体外壳一体成型；所述固定件中部形成第二通孔；所述固定件连接所述主体外壳并与所述主体外壳配合形成一安装空间，所述超声组件设置于所述安装空间内；所述变幅杆第二端自所述第一通孔和所述第二通孔伸出；所述头部外壳可拆卸地连接于所述主体外壳并罩设于所述变幅杆第二端外。优选地，所述外壳还包括一头部固定套，所述头部固定套可拆卸地固定于所述头部外壳的端部。优选地，所述工具头穿设于一工具头固定轴内，所述工具头固定轴可拆卸地固定于所述头部固定套。优选地，还包括一散热风扇，所述散热风扇固定于对应所述换能器位置的所述外壳内。优选地，所述主体外壳和/或所述头部外壳开设有散热孔。本专利技术由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：超声发生器用于提供电源。换能器用于将超声发生器产生的波动转换成沿轴向的震动。变幅杆用于放大换能器产生的震动幅度。工具头与待加工工件表面直接接触，发生相互作用。变幅杆的径向切面的两边缘曲线为贝塞尔曲线，如此可得到更高的轴向位移放大倍率和更小的截面应力。工具头可拆卸地连接于所述变幅杆，使得工具头能够便捷地进行更换。液压表的采用方便了对液压管路压力的实时监测，方便操作人员在压力发生衰减时进行手动调节，保持设定的压力值。相较于普通弹簧，采用复合橡胶材质的弹性体的变形系数更小，从而在相同压力作用下能够产生更小的形变，节约安装空间。镂空部的采用能够在保证强度的基础上减轻装置的重量。头部固定套可拆卸地固定于所述头部外壳的端部，使得头部固定套在使用的过程中发生磨损时能够进行便捷地替换，减少了装置的维护成本，保证了加工过程的精度。主体外壳一体成型，减少了连接部分，能够减少由于连接部产生的声波衰减或干扰。散热风扇和散热孔都用于对超声组件进行散热降温。附图说明图1为本专利技术实施例的适应于复杂表面的超声滚压加工装置的超声组件和壳体组件的连接结构示意图；图2为本专利技术实施例的液压组件的结构示意图；图3为本专利技术实施例的超声发生器的结构示意图；图4为本专利技术实施例一种的工具头与头部固定套的连接结构示意图；图5为本专利技术实施例另一种的工具头与头部固定套的连接结构示意图。具体实施方式下面根据附图1-5，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本专利技术的功能、特点。请参阅图1，本专利技术的一种适应于复杂表面的超声滚压加工装置，包括：一壳体组件1、一液压组件2以及一超声组件3，其中，液压组件2的一部分和超声组件3固定于壳体组件1内，且液压组件2的该部分通过弹性体4抵触超声组件3，超声组件3呈卧式结构。具体来说，壳体组件1包括：一外壳11和一超声固定组件12，超声组件3通过超声固定组件12安装于外壳11内。本实施例中，外壳11包括一主体外壳111、一头部外壳112和一固定件113，固定件113、头部外壳112都套接于主体外壳111的一端，再由螺栓沿径向固定，使之没有轴向移动。其中，主体外壳111一体成型，减少了连接部分，能够减少由于连接部产生的声波衰减或干扰。固定件113与主体外壳111配合形成一安装空间，超声组件3设置于安装空间内。本实施例中，外壳11还包括一头部固定套114，头部固定套114可拆卸地固定于头部外壳112的端部，使得头部固定套114在使用的过程中发生磨损时能够进行便捷地替换，减少了装置的维护成本，保证了加工过程的精度。本实施例中，超声固定组件12包括：一第一端盖121、一第二端盖122和一空心套筒123，第一端盖121和第二端盖122通过螺栓固定在空心套筒123的两端，空心套筒123的侧壁开设至少一镂空部(图中未示)，能够在保证强度的基础上减轻装置的重量，本实施例中，镂空部采用椭圆孔。第一端盖121和第二端盖122连接主体外壳111。请结合图1和图2，液压组件2包括：一液压表21、依次连接的一液压泵22、一液压管路23和一液压千斤顶24。本实施例中，液压表21位于液压管路23前端，可实时监测施压状态。液压泵22采用手动泵，若有在加工过程中压力有小幅度变化，可及时调整。液压表21和手动泵的配合方便操作人员在压力发生衰减时进行手动调节，保持设定的压力值。液压千斤顶24采用扁形千斤顶，液压千斤顶24的活塞通过弹性体4接触第一端盖121，液压千斤顶24通过推动第一端盖121将力施加于超声组件3。再返回图1，超声组件3包括：依次连接的一换能器31、一变幅杆32和一工具头33。其中，换能器31第一端与变幅杆32第一端以及变幅杆32第二端和工具头33之间分别形成相互配合的螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适应于复杂表面的超声滚压加工装置，其特征在于，包括：一壳体组件；一液压组件；以及一超声组件，所述超声组件固定于所述壳体组件内并连接所述液压组件，所述超声组件包括：一换能器，所述换能器连接有一超声发生器；一变幅杆，其径向切面的两边缘曲线为贝塞尔曲线；所述变幅杆的第一端连接于所述换能器的第一端；和一工具头，所述工具头可拆卸地连接于所述变幅杆的第二端。

【技术特征摘要】
1.一种适应于复杂表面的超声滚压加工装置，其特征在于，包括：一壳体组件；一液压组件；以及一超声组件，所述超声组件固定于所述壳体组件内并连接所述液压组件，所述超声组件包括：一换能器，所述换能器连接有一超声发生器；一变幅杆，其径向切面的两边缘曲线为贝塞尔曲线；所述变幅杆的第一端连接于所述换能器的第一端；和一工具头，所述工具头可拆卸地连接于所述变幅杆的第二端。2.根据权利要求1所述的适应于复杂表面的超声滚压加工装置，其特征在于，所述液压组件包括：依次连接的一液压泵、一液压管路和一液压千斤顶，一液压表设置于所述液压管路上，所述液压千斤顶固定于所述壳体组件内并邻近所述换能器的第二端。3.根据权利要求2所述的适应于复杂表面的超声滚压加工装置，其特征在于，所述液压千斤顶与所述换能器之间设置有一弹性体，所述弹性体的材质为复合橡胶。4.根据权利要求3所述的适应于复杂表面的超声滚压加工装置，其特征在于，所述壳体组件包括：一外壳和一超声固定组件，所述超声组件通过所述超声固定组件安装于所述外壳内；所述超声固定组件包括一空心套筒和位于所述空心套筒两端的第一端盖和第二端盖；所述第一端盖套设于所述换能器的第二端，所述弹性体设置于所述液压千斤顶与所述第一端盖之间；所述第二端盖中部形成一第一通孔，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张显程，史雨晴，涂善东，张成成，侯乃先，
申请(专利权)人：华东理工大学，中航商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31