本发明专利技术涉及激光、超声滚压加工技术领域，具体为一种集成激光软化与强化技术的旋转超声滚压装置，解决了背景技术中的技术问题，其包括超声滚压机构、变速齿轮组件、滑轨机构和激光发生器；超声滚压机构包括从上至下依次固定连接的超声波换能器、超声变幅杆、蜗杆和滚压刀；变速机构包括支撑壳体和变速齿轮组件；滑轨机构包括条形支撑架和两组弧形滑轨，两组弧形滑轨上分别滑动配合有移动架，移动架的底部转动连接有用于连接激光发生器的多边形连接块。本发明专利技术实现了对工件单次加工即可完成激光软化、超声旋转滚压以及激光强化三道工序，通过变速齿轮组件来改变传动比，进而调节激光发生器的运动速度以适应不同的进给速度；提高了加工效率。了加工效率。了加工效率。
【技术实现步骤摘要】
一种集成激光软化和强化技术的旋转超声滚压装置
[0001]本专利技术涉及激光、超声滚压加工
，特别涉及激光辅助旋转超声滚压加工领域，具体为一种集成激光软化与强化技术的旋转超声滚压装置。
技术介绍
[0002]超声滚压加工是一种复合特种加工技术，然而随着国内航空航天等领域的快速发展，国内相关制造业对零部件的各方面性能提出了更高的要求，传统超声滚压加工的加工效果已不能满足一些高要求加工情形。
[0003]激光辅助加工虽然能在加工时达到更好的效果，但目前现有的激光辅助加工路径由于受制于激光光斑半径不能够过大，基本都为窄路径，如公开号为CN108838689的中国专利公开了一种用于激光辅助铣削中的准直器位姿调节装置及方法，实现了激光辅助铣削时激光入射角度、光斑大小以及激光光斑与刀具间相对位置的调节。但该装置在铣削时由于激光光斑不能够向进给路线的两侧运动，使得不能够实现较宽的铣削路径。其他现有的激光辅助加工方式也都存在类似的问题。
[0004]目前国内外尚无能够实现相对通用的较宽路径加工的激光辅助超声滚压设备，因此本专利提出了一种集成激光软化与强化技术的旋转超声滚压装置。
技术实现思路
[0005]为克服现有超声滚压设备不能够实现相对通用、可调节的宽路径加工技术缺陷，本专利技术提供了一种集成激光软化与强化技术的旋转超声滚压装置。
[0006]本专利技术提供了一种集成激光软化与强化技术的旋转超声滚压装置，包括超声滚压机构、变速齿轮组件、滑轨机构和激光发生器；超声滚压机构包括从上至下依次固定连接的超声波换能器、超声变幅杆、蜗杆和滚压刀，超声波换能器通过引电装置连接有超声波发生器，滚压刀、蜗杆、超声变幅杆和刀柄的轴线位于同一直线上；变速机构包括支撑壳体和变速齿轮组件，支撑壳体的顶部与机床可拆卸连接，超声波发生器固定连接至支撑壳体上，变速齿轮组件通过轴承连接至支撑壳体的底部，变速齿轮组件的输入端连接有与蜗杆啮合的蜗轮，变速齿轮组件的输出端可拆卸连接有曲柄，曲柄上设置有至少一个条形切槽，曲柄通过条形切槽连接有曲柄螺栓，曲柄螺栓上连接有连杆；滑轨机构包括条形支撑架和两组弧形滑轨，条形支撑架的一侧与支撑壳体刚性连接，超声滚压机构穿置在条形支撑架中间，两根弧形滑轨位于条形支撑架两端部且与分别与条形支撑架滑动配合，弧形滑轨的活动方向与条形支撑架的长度方向一致，弧形滑轨的轴线位于竖直方向且凹侧相对，两组弧形滑轨上分别滑动配合有移动架，移动架的底部转动连接有多边形连接块，多边形连接块连接有激光发生器，多边形连接块通过接头与连杆端部铰接。
[0007]优选的，变速齿轮组件包括输入齿轮组和输出齿轮组；输入齿轮组包括输入轴，蜗轮固定连接至输入轴的中间，蜗轮两侧的输入轴上分别空套有多个不同直径的输入端齿轮，输入端齿轮上开有键槽，不同输入端齿轮的键槽位置不同，输入轴的两端分别装有用于使输入轴与不同输入端齿轮固定连接的拉键，输入轴的两端部通过轴承与支撑壳体转动连接；输出齿轮组包括输出轴，输出轴上固定连接有多个分别与输入端齿轮对应啮合的输出端齿轮，输出轴的两端部通过轴承与支撑壳体转动连接，曲柄位于输出轴的两端。
[0008]优选的，蜗轮与输入轴之间通过键固定连接，输入轴上安装有分别与蜗轮两侧限位配合的轴套，位于蜗轮同一侧的输入端齿轮紧密排列且数量分别为三个，轴承与靠外侧输入端齿轮之间的输入轴上也安装有轴套。
[0009]优选的，输出轴的中间还连接有用于连接支撑壳体的中间轴承，输出端齿轮与输入端齿轮数量相等，与输入端齿轮啮合的输出端齿轮分别位于中间轴承两侧，位于中间轴承同一侧的输出端齿轮紧密排列且均通过键与输出轴固定连接。
[0010]优选的，多边形连接块与激光发生器之间还连接有转动装置，转动装置包括减速电机，减速电机的驱动轴与多边形连接块通过轴销相连，减速电机还电连接有计算机控制单元，计算机控制单元固定至条形支撑架的端部，激光发生器固定连接至减速电机的机壳上。
[0011]优选的，减速电机的机壳上固定连接至有铰接座，激光发生器与铰接座相铰接。
[0012]优选的，条形支撑架的底部沿长度方向设置有齿条，弧形滑轨上铰接有卡扣，卡扣铰接轴的方向与条形支撑架的方向一致，卡扣的底部设有可与齿条咬合的卡齿，弧形滑轨和条形支撑架在齿条与卡扣的限位作用下可相对固定。
[0013]优选的，支撑壳体包括相插接的壳体上部和壳体下部，壳体上部与壳体下部搭接的侧壁上对应开有多个通孔，通孔中穿置有壳体螺栓，壳体螺栓配合有壳体螺母使壳体上部和壳体下部固定连接。
[0014]优选的，曲柄螺栓通过配合曲柄螺母固定在曲柄的条形切槽中，连杆的端部开有用于穿置曲柄螺栓的通孔。
[0015]优选的，多边形连接块的每个侧壁上均固定连接有由螺栓形成的接头，连杆的端部设置有用于穿置螺栓杆部的通孔，通孔的孔径大于螺栓杆部且小于螺栓头部。
[0016]本专利技术提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：该装置实现了对工件单次加工即可完成激光软化、超声旋转滚压以及激光强化三道工序，通过变速齿轮组件来改变传动比，进而调节激光发生器的运动速度以适应不同的进给速度；通过调节曲柄上曲柄螺栓在条形切槽中的位置来改变曲柄长度，可改变激光发生器的运动宽度，进而增加激光作业区域的宽度以适应不同的工件与刀具；通过调节曲滑轨位置和激光发生器转动装置来使得激光发生器获得更大的自由度以适应不同的加工环境；通过该装置加宽了加工路径，提高了加工效率，具有良好应用前景。
附图说明
[0017]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术所述一种集成激光软化与强化技术的旋转超声滚压装置的轴测图；图2为本专利技术所述一种集成激光软化与强化技术的旋转超声滚压装置的侧视图；图3为本专利技术所述一种集成激光软化与强化技术的旋转超声滚压装置的前视图；图4为本专利技术所述弧形滑轨、移动架、多边形连接块、激光发生器、连杆、曲柄螺栓以及曲柄的连接配合示意图；图5为本专利技术所述变速齿轮组件与蜗杆的配合示意图；图6为本专利技术所述输入齿轮组的侧视图；图7为图6的B
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B方向剖视图；图8为本专利技术所述拉键的结构示意图；图9为本专利技术所述输出齿轮组连接曲柄后的侧视图；图10为图9的A
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A方向剖视图；图11为本专利技术所述弧形滑轨以及其上卡扣的结构示意图；图12为本专利技术所述转动装置与多边形连接块的连接示意图。
[0020]图中：1、超声波换能器；2、超声变幅杆；3、蜗杆；4、滚压刀；5、刀柄；6、引电装置；7、超声波发生器；8、轴承；9、蜗轮；10、曲柄；11、条形切槽；12、曲柄螺栓；13、连杆；14、条形支撑架；1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种集成激光软化与强化技术的旋转超声滚压装置，其特征在于，包括超声滚压机构、变速齿轮组件、滑轨机构和激光发生器(18)；超声滚压机构包括从上至下依次固定连接的超声波换能器(1)、超声变幅杆(2)、蜗杆(3)和滚压刀(4)，超声波换能器(1)的顶部与刀柄(5)固定连接，超声波换能器(1)通过引电装置(6)连接有超声波发生器(7)，滚压刀(4)、蜗杆(3)、超声变幅杆(2)和刀柄(5)的轴线位于同一直线上；变速机构包括支撑壳体和变速齿轮组件，支撑壳体的顶部与机床可拆卸连接，超声波发生器(7)固定连接至支撑壳体上，变速齿轮组件通过轴承(8)连接至支撑壳体的底部，变速齿轮组件的输入端连接有与蜗杆(3)啮合的蜗轮(9)，变速齿轮组件的输出端可拆卸连接有曲柄(10)，曲柄(10)上设置有至少一个条形切槽(11)，曲柄(10)通过条形切槽(11)连接有曲柄螺栓(12)，曲柄螺栓(12)上连接有连杆(13)；滑轨机构包括条形支撑架(14)和两组弧形滑轨(15)，条形支撑架(14)的一侧与支撑壳体刚性连接，超声滚压机构穿置在条形支撑架(14)中间，两根弧形滑轨(15)位于条形支撑架(14)两端部且与分别与条形支撑架(14)滑动配合，弧形滑轨(15)的活动方向与条形支撑架(14)的长度方向一致，弧形滑轨(15)的轴线位于竖直方向且凹侧相对，两组弧形滑轨(15)上分别滑动配合有移动架(16)，移动架(16)的底部转动连接有多边形连接块(17)，多边形连接块(17)连接有激光发生器(18)，多边形连接块(17)通过接头(19)与连杆(13)端部铰接。2.根据权利要求1所述的一种集成激光软化与强化技术的旋转超声滚压装置，其特征在于，变速齿轮组件包括输入齿轮组和输出齿轮组；输入齿轮组包括输入轴(20)，蜗轮(9)固定连接至输入轴(20)的中间，蜗轮(9)两侧的输入轴(20)上分别空套有多个不同直径的输入端齿轮(21)，输入端齿轮(21)上开有键槽(22)，不同输入端齿轮(21)的键槽(22)位置不同，输入轴(20)的两端分别装有用于使输入轴(20)与不同输入端齿轮(21)固定连接的拉键(23)，输入轴(20)的两端部通过轴承(8)与支撑壳体转动连接；输出齿轮组包括输出轴(24)，输出轴(24)上固定连接有多个分别与输入端齿轮(21)对应啮合的输出端齿轮(25)，输出轴(24)的两端部通过轴承(8)与支撑壳体转动连接，曲柄(10)位于输出轴(24)的两端。3.根据权利要求2所述的一种集成激光软化与强化技术的旋转超声滚压装置，其特征在于，蜗轮(9)与输入轴(20)之间通过键固定连接，输入轴(20)上安装有分别与蜗轮(9)两侧限位配合的轴套(26)，位于蜗轮(9)同一侧的输入端齿轮(21)...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵建，张勇，梁国星，赵伟，崔隽，黄永贵，吕明，郭珺，马秀彦，李心桥，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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