【技术实现步骤摘要】
对金属工件施加深冷场并辅助超声滚压的表面强化装置及方法
本专利技术涉及金属表面机械强化领域，具体地说，涉及的是一种对金属工件施加深冷场并辅助超声滚压的表面强化装置及方法。
技术介绍
对金属材料疲劳性能产生最重要影响的因素之一是残余应力。其中，残余压应力可以部分甚至全部抵消拉伸外载，闭合微裂纹，抑制疲劳裂纹源形成，延缓疲劳裂纹扩展，从而提高金属构件疲劳性能。超声滚压是一种先进的机械表面强化方法，可在金属构件表层产生残余压应力场，提高其疲劳性能。超声滚压产生的表层残余压应力场的重要指标包括表面残余压应力水平、峰值残余压应力水平和残余压应力影响层深度。现有超声滚压强化方法存在一定的局限性，所产生的表面残余压应力和峰值残余压应力水平偏低，残余压应力影响层较浅，无法最大限度提升金属材料的疲劳性能，因而需要寻求更完善的超声滚压表面强化方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供了一种对金属工件施加深冷场并辅助超声滚压的表面强化装置，所述金属工件为圆柱状工件，所述表面强化装置包括：<...
【技术保护点】
1.一种对金属工件施加深冷场并辅助超声滚压的表面强化装置，所述金属工件(3)为圆柱状工件，其特征在于，所述表面强化装置包括：/n双主轴同步旋转系统(1)，所述双主轴同步旋转系统(1)包括对称布置的两个主轴箱，以及位于两个主轴箱之间的同步运动基座(1-11)，两个主轴箱的输出轴通过同步皮带与同一根可伸缩同步轴(1-7)相连，在两根输出轴相对一端均配置有夹紧装置；/n超声滚压系统(2)，安装在所述同步运动基座(1-11)上并位于金属工件(3)的一侧，同步运动基座(1-11)用于带动超声滚压系统(2)沿金属工件(3)轴向做进给运动，所述超声滚压系统(2)包括有一可径向靠近/远离所...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种对金属工件施加深冷场并辅助超声滚压的表面强化装置，所述金属工件(3)为圆柱状工件，其特征在于，所述表面强化装置包括：
双主轴同步旋转系统(1)，所述双主轴同步旋转系统(1)包括对称布置的两个主轴箱，以及位于两个主轴箱之间的同步运动基座(1-11)，两个主轴箱的输出轴通过同步皮带与同一根可伸缩同步轴(1-7)相连，在两根输出轴相对一端均配置有夹紧装置；
超声滚压系统(2)，安装在所述同步运动基座(1-11)上并位于金属工件(3)的一侧，同步运动基座(1-11)用于带动超声滚压系统(2)沿金属工件(3)轴向做进给运动，所述超声滚压系统(2)包括有一可径向靠近/远离所述金属工件(3)的超声滚压头；
深冷场加载装置(503a)，所述深冷场加载装置(503a)设置有上下两组对称设置的喷头(503a-1)，每组喷头(503a-1)用于向金属工件(3)径向喷射深冷介质，所述深冷介质为超临界二氧化碳、液氮或液氦中的一种。
2.如权利要求1所述的表面强化装置，其特征在于，在第一主轴箱(1-1)上固定有一用于驱动所述可伸缩同步轴(1-7)转动的主轴伺服电机(1-5)。
3.如权利要求1所述的表面强化装置，其特征在于，所述表面强化装置还包括：用于驱动第一主轴箱(1-1)做远离第二主轴箱(1-2)水平横移的横移驱动系统(4)，横移驱动系统(4)配置有一套水平驱动装置与第一主轴箱(1-1)相连，所述水平驱动装置包括有液压驱动装置(4-1)和活塞杆(4-2)，其中，液压驱动装置(4-1)上安装有油压阀，液压驱动装置(4-1)通过活塞杆(4-2)与第一主轴箱(1-1)相连；
两个主轴箱均安装在床身(1-10)的滑轨上。
4.如权利要求1所述的表面强化装置，其特征在于，每组喷头(503a-1)均包含有多个喷嘴，同一喷头上的多个喷嘴沿金属工件(3)的轴线分布。
技术研发人员：李宇罡，王浩伟，陈东，耿继伟，夏存娟，汪明亮，李险峰，吴一，马乃恒，
申请(专利权)人：上海交通大学，安徽相邦复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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