一种旋转式柔性甩打成形装置及其成形方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种旋转式柔性甩打成形装置，包括卧式铣床主体，卧式铣床主体具有主轴和工作台，主轴上设置有转动机构，转动机构上设置有甩打机构，工作台上固定有底座，底座上设置有卧式铣床夹具，卧式铣床夹具与底座之间设置有力传感器；本发明专利技术公开了一种旋转式柔性甩打成形方法，该方法使用上述的旋转式柔性甩打弹丸成形装置实现甩打成形，具体按照以下步骤实施：步骤1：将待加工的工件装夹在卧式铣床夹具14上，并将工件移动至待加工初始位置；步骤2：打开卧式铣床主体1，设定甩打条件；步骤3：钢球12在工件表面甩打成形；步骤4：关闭卧式铣床主体1，记录加工后的凹坑轨迹，从卧式铣床夹具14上取出已完成加工的工件。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转式柔性甩打成形装置及其成形方法
本专利技术金属零件表面成形
，涉及一种旋转式柔性甩打成形装置，本专利技术还涉及一种旋转式柔性甩打成形方法。
技术介绍
金属零件切削加工后表面存在一定的微裂纹及残余拉应力，零件在交变载荷的作用下容易出现疲劳失效，为了提高该类零件的疲劳强度，切削加工后要对零件进行表面强化加工。一些大型的金属薄壁零件要满足一定的气动外形要求，例如飞机的机翼壁板，这类零件切削加工后除了进行表面强化加工，还要进行成形加工。喷丸工艺就是一种能满足上述要求的表面强化及成形工艺。目前市场上弹丸喷丸加工设备主要有三种，包括传统的弹丸喷丸加工设备、超声喷丸装置和旋片喷丸装置。传统的弹丸喷丸加工设备是一套复杂的机电系统，涉及弹丸存储装置、弹丸加速装置(气动式、离心式或重力式等)、弹丸筛选回收装置、零件装夹运送装置、喷丸室、监控及控制系统等，设备占地面积大、费用高，难以广泛推广使用。超声喷丸装置是便携式的手持喷丸设备，但超声喷丸设备也需要一系列的超声振动发生系统、变幅装置，弹丸室或撞针保持器等，设备较复杂，费用较高。旋片喷丸装置(民用航空金属零件旋片喷丸强化工艺，MH/T3017-2008)是一种较方便使用的手持式局部喷丸强化装置，该装置所用的弹丸尺寸较小，所产生的残余压应力较浅，难以满足薄壁零件的成形要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种旋转式柔性甩打成形装置，实现对工件表面精准高效地甩打。本专利技术的另一目的在于提供一种旋转式柔性甩打成形方法。本专利技术所采用的第一种技术方案是，一种旋转式柔性甩打成形装置，包括卧式铣床主体，卧式铣床主体具有主轴和工作台，主轴上设置有转动机构，转动机构上设置有甩打机构，工作台上固定有底座，底座上设置有卧式铣床夹具，卧式铣床夹具与底座之间设置有力传感器；转动机构包括杯状的飞轮，主轴穿过飞轮底面中心且通过键与飞轮连接，飞轮底面两侧均设置有轴套，轴套固定在主轴上，飞轮底面以底面中心为对称点对称设置有圆孔和槽孔，圆孔中心和槽孔中心位于同一圆周，圆孔和槽孔中均设置有与其孔径匹配的螺栓，飞轮侧壁设置有与圆孔和槽孔位置对应的通孔。本专利技术第一种技术方案的特点还在于：圆孔和槽孔均设置有多个，圆孔和槽孔个数相同，且圆孔和槽孔在同一圆周上等距交替设置。甩打机构包括长度相等的刚性弹簧和钢线，刚性弹簧一端连接有螺栓，刚性弹簧另一端穿过与螺栓位置对应的通孔并固定有钢球，钢线一端与螺栓连接，钢线另一端穿过与螺栓位置对应的通孔且与钢球连接，钢线被刚性弹簧包裹。本专利技术的第二种技术方案是，一种旋转式柔性甩打成形方法，该方法使用上述第一种技术方案的旋转式柔性甩打弹丸成形装置实现甩打成形，具体按照以下步骤实施：步骤1：将待加工的工件装夹在卧式铣床夹具上，并将工件移动至待加工初始位置；步骤2：打开卧式铣床主体，设定甩打条件；步骤3：启动主轴转动，移动工作台，钢球在工件表面甩打成形；步骤4：关闭卧式铣床主体，记录加工后的凹坑轨迹，从卧式铣床夹具上取出已完成加工的工件。本专利技术第二种技术方案的特点还在于：步骤2具体为，打开卧式铣床主体，在卧式铣床主体中输入预设甩打工件轨迹的程序，设定主轴的转速，选定钢球的质量。本专利技术的有益效果是，本专利技术一种旋转式柔性甩打成形装置，装置紧凑，结构简单，成本低廉；能够通过改变飞轮转速、钢球大小及其质量，使得工件形成确定的凹坑轨迹；本专利技术一种旋转式柔性甩打成形方法，利用本专利技术第一种技术方案的旋转式柔性甩打成形装置能够使工件形成预期的形状，多个凹坑重叠形成均匀的残余压应力层，极大程度地改善工件抗疲劳强度。附图说明图1是本专利技术一种旋转式柔性甩打成形装置的结构示意图；图2本专利技术一种旋转式柔性甩打成形装置中工件固定机构的结构示意图；图3本专利技术一种旋转式柔性甩打成形装置中飞轮及甩打机构的结构示意图；图4本专利技术一种旋转式柔性甩打成形方法实施例的甩打成形图。图中，1.卧式铣床主体，2.主轴，3.工作台，4.键，5.飞轮，6.轴套，7.圆孔，8.槽孔，9.通孔，10.刚性弹簧，11.钢线，12.钢球，13.底座，14.卧式铣床夹具，15.力传感器，16.螺栓。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种旋转式柔性甩打成形装置，如图1所示，包括卧式铣床主体1，卧式铣床主体1具有主轴2和工作台3，主轴2上设置有转动机构，转动机构上设置有甩打机构，如图2所示，工作台3上固定有底座13，底座13上设置有卧式铣床夹具14，卧式铣床夹具14与底座13之间设置有力传感器15；转动机构包括杯状的飞轮5，主轴2穿过飞轮5底面中心且通过键4与飞轮5连接，飞轮5底面两侧均设置有轴套6，轴套6固定在主轴2上，飞轮5底面以底面中心为对称点对称设置有圆孔7和槽孔8，圆孔7和槽孔8均设置有多个，圆孔7和槽孔8个数相同，且圆孔7中心和槽孔8中心位于同一圆周，圆孔7和槽孔8在同一圆周上等距交替设置，,圆孔7和槽孔8中均设置有与其孔径匹配的螺栓16，飞轮5侧壁设置有与圆孔7和槽孔8位置对应的通孔9。如图3所示，甩打机构包括长度相等的刚性弹簧10和钢线11，刚性弹簧10一端连接有螺栓16，刚性弹簧10另一端穿过与螺栓16位置对应的通孔9并固定有钢球12，钢线11一端与螺栓16连接，钢线11另一端穿过与螺栓16位置对应的通孔9且与钢球12连接，钢线11被刚性弹簧10包裹。一种旋转式柔性甩打成形方法，其特征在于，该方法使用上述的旋转式柔性甩打弹丸成形装置实现甩打成形，具体按照以下步骤实施：步骤1：将待加工的工件装夹在卧式铣床夹具14上，并将工件移动至待加工初始位置；步骤2：打开卧式铣床主体1，设定甩打条件打开卧式铣床主体1，在卧式铣床主体1中输入预设甩打工件轨迹的程序，设定主轴2的转速，选定钢球12的质量；步骤3：启动主轴2转动，移动工作台3，钢球12在工件表面甩打成形；步骤4：关闭卧式铣床主体1，记录加工后的凹坑轨迹，从卧式铣床夹具14上取出已完成加工的工件。实施例本实施例提供一种旋转式柔性甩打成形方法，拟加工一块长200mm宽60mm厚3mm的金属薄板。步骤1：将待加工的工件装夹在卧式铣床夹具14上，并将工件移动至待加工初始位置；步骤2：打开卧式铣床主体1，设定甩打条件打开卧式铣床主体1，在卧式铣床主体1中输入预设甩打工件轨迹为“之”字形的程序，设定主轴2的转速为960r/min，直线进给速度为8mm/s，选定钢球12的质量为15g；步骤3：启动主轴2转动，移动工作台3，钢球12在工件表面甩打成形，如图4所示，工作台3沿着轴向方向进给，在板件上形成一条由甩打坑组成成的甩打轨迹，之后轨迹按照“之”字形状进行加工，直到最后一点甩打结束；步骤4：关闭卧式铣床主体1，记录加工后的凹坑轨迹，从卧式铣床夹具14上取出已完成加工的工件。通过上述方式，本专利技术一种旋转式柔性甩打成形装置，装置紧凑，结构简单，成本低廉；能够通过改变飞轮5转速、钢球12大小及其质量，使得工件形成确定的凹坑形貌；本专利技术一种旋转式柔性甩打成形方法，利用本专利技术第一种技术方案的旋转式柔性甩打成形装置能够使工件形成预期的形状，无数的凹坑重叠形成均匀的残余压应力层，极大程度地改善工件抗疲劳强度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转式柔性甩打成形装置，其特征在于，包括卧式铣床主体(1)，所述卧式铣床主体(1)具有主轴(2)和工作台(3)，所述主轴(2)上设置有转动机构，所述转动机构上设置有甩打机构，所述工作台(3)上固定有底座(13)，所述底座(13)上设置有卧式铣床夹具(14)，所述卧式铣床夹具(14)与底座(13)之间设置有力传感器(15)；所述转动机构包括杯状的飞轮(5)，所述主轴(2)穿过飞轮(5)底面中心且通过键(4)与飞轮(5)连接，飞轮(5)底面两侧均设置有轴套(6)，所述轴套(6)固定在主轴(2)上，所述飞轮(5)底面以底面中心为对称点对称设置有圆孔(7)和槽孔(8)，所述圆孔(7)中心和槽孔(8)中心位于同一圆周，所述圆孔(7)和槽孔(8)中均设置有与其孔径匹配的螺栓(16)，所述飞轮(5)侧壁设置有与圆孔(7)和槽孔(8)位置对应的通孔(9)。

【技术特征摘要】
1.一种旋转式柔性甩打成形装置，其特征在于，包括卧式铣床主体(1)，所述卧式铣床主体(1)具有主轴(2)和工作台(3)，所述主轴(2)上设置有转动机构，所述转动机构上设置有甩打机构，所述工作台(3)上固定有底座(13)，所述底座(13)上设置有卧式铣床夹具(14)，所述卧式铣床夹具(14)与底座(13)之间设置有力传感器(15)；所述转动机构包括杯状的飞轮(5)，所述主轴(2)穿过飞轮(5)底面中心且通过键(4)与飞轮(5)连接，飞轮(5)底面两侧均设置有轴套(6)，所述轴套(6)固定在主轴(2)上，所述飞轮(5)底面以底面中心为对称点对称设置有圆孔(7)和槽孔(8)，所述圆孔(7)中心和槽孔(8)中心位于同一圆周，所述圆孔(7)和槽孔(8)中均设置有与其孔径匹配的螺栓(16)，所述飞轮(5)侧壁设置有与圆孔(7)和槽孔(8)位置对应的通孔(9)。2.根据权利要求1所述的一种旋转式柔性甩打成形装置，其特征在于，所述圆孔(7)和槽孔(8)均设置有多个，所述圆孔(7)和槽孔(8)个数相同，且所述圆孔(7)和槽孔(8)在同一圆周上等距交替设置。3.根据权利要求1或2所述的一种旋转式柔性甩打成形装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖旭东，童鑫，孙垚，杨明顺，赵仁峰，李言，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61