[實用新型]一種利用階梯型超聲沖擊針的超聲沖擊裝置

有效

• 申請號: 201320063248.3
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN203174160U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 王東坡;吳良辰;黃超;張濤;柳陽;王穎
• 申請（專利權）人: 天津天東恒科技發展有限公司
• 主分類號: C21D7/04
• 分類號: C21D7/04
• 代理公司: 北京市盈科律師事務所 11344
• 代理人: 程新霞

技術領域

本實用新型涉及一種超聲沖擊槍，更加具體地說，涉及一種利用階梯型超聲沖擊針的超聲沖擊裝置。

背景技術

在焊接結構的加工過程中,由于焊接熱循環的作用,引起焊接接頭局部不均勻的熱塑性變形和相變,產生自相平衡的焊接殘余應力,使焊接接頭的使用性能降低，超聲沖擊通過改善焊接殘余應力的分布來改善其性能。由于該方法使用靈活、效率高,因此適用范圍廣,不僅可以應用于焊接結構的制造過程中,而且可以應用于安裝現場,是一種有效改善焊接接頭殘余應力的方法。

超聲沖擊的原理是超聲振動發生器驅動沖擊針產生機械振動，沖擊針快速撞擊工件表面，引起工件表面得到強化并產生變形，從而達到使金屬表面產生一定深度的殘余壓應力層，使金屬零件的強度、耐腐蝕性和疲勞壽命得到明顯提高。而殘余應力層深度的大小主要取決于沖擊過程中沖擊針的撞擊速度。

現有技術的沖擊針針頭大都設計成尾部帶梢的結構，一方面在其工作的過程中，沖擊針和沖擊針座槍口處發生碰撞，極大的降低沖擊針的沖擊速度；另外，尾部帶梢的結構在與換能器碰撞的過程中，由于受力的不均勻容易使沖擊針發生歪斜，這兩方面都會減小超聲沖擊所產生的應力層深度，對沖擊效果有明顯的影響。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，通過改變沖擊針的形狀，提供一種利用階梯型超聲沖擊針的超聲沖擊裝置。

本實用新型的技術目的通過下述技術方案予以實現：

一種利用階梯型超聲沖擊針的超聲沖擊裝置，包括沖擊針座、沖擊針延長頭和沖擊針，其中

所述沖擊針在造型上采用了階梯式的設計，以減小沖擊針和沖擊針座之間的摩擦，適用于超聲沖擊設備進行材料的成型，矯形以及表明處理，以提高沖擊效率，產生更深的壓應力層，提高材料的疲勞壽命；采用尾圓頭型沖擊針，其示意圖如圖4所示，整體呈階梯型圓柱狀，取代了以前常用的帶稍形結構，其示意圖如圖4所示，所述沖擊針由直徑d的前部圓柱和直徑D的后部圓柱構成，其中所述前部圓柱的前端呈半球形，用于和加工部件的表面進行超聲沖擊接觸，所述后部圓柱的尾端呈半球形，用于和變幅桿端面或者沖擊針延長頭端面相接觸，以獲得進行超聲沖擊的能量，后部圓柱的直徑D略大于前部圓柱的直徑d。整體上看來呈兩個階梯形圓柱狀的沖擊針設計，一方面和沖擊針延長頭或者變幅桿端面碰撞時受力方向沿著沖擊針軸線方向，不會產生橫向分力；另一方面，沖擊針與孔的下方邊緣碰撞時不會摩擦。有利于處理過程中沖擊針沿著軸線方向穩定運動，提高撞擊速度；上述結構中，d<D≤1.3d，優選D為1.2d，d是前部圓柱的直徑，D是后部圓柱的直徑；0.1L≤l≤0.2L，優選l為0.2L，l是末端到階梯處的距離，L是沖擊針全長。

所述沖擊針座的前端設置有錐形的槍口，槍口處帶有矩形的擋板，擋板和槍口開有固定沖擊針的圓孔，沖擊針座的另一端是圓柱形的且尾部有凸起，用于裝卸時使用。

所述沖擊針延長頭分為表面帶凹坑和不帶凹坑兩種，整體上呈短圓柱形，末端帶有一段螺紋桿，用來和變幅桿、換能器相連；所述凹坑用于和階梯狀沖擊針的末端相接觸。

在使用時，可將所述階梯型超聲沖擊針與沖擊針座、沖擊針延長頭配合進行使用，其中：

在具體裝配時，沖擊針座上帶有矩形擋板的一端開有與沖擊針相配合的圓孔，用來把沖擊針位置固定住，另一端開口與超聲沖擊槍體連接，并設計有裝卸用凸起，用以在裝卸過程中在法蘭和槍體之間通過法蘭連接，起固定作用。沖擊針延長頭和變幅桿相連，用以傳遞能量，且兩者與沖擊針座之間留有一定的潤滑間隙，以避免能量的損失。沖擊針延長頭有兩種形式，一種是表面上設計有與沖擊針位置相對應的凹坑，可以很好的和沖擊針端部相配合，使沖擊針和延長頭接觸時能夠更好的配合，增大接觸面積，使沖擊針不易偏轉；另一種延長頭表面是平整的，圓頭沖擊針和延長頭撞擊時受力更集中于沖擊針軸向的方向，減小了其他方向的受力，有利于提高超聲沖擊的動力利用率，產生更深的應力層。