[發明專利]一種超聲波作用下的時效成形裝置

有效

• 申請號: 201710290747.9
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107297405B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 劉大海;段盼光;黎俊初
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B21D11/20
• 分類號: B21D11/20;C21D7/10;C21D10/00
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

一種超聲波作用下的時效成形裝置，主要包括恒溫鼓風干燥箱、超聲波時效成形裝置、超聲波振動裝置、支撐臺、空氣對流孔組成；其特征在于：超聲波時效成形裝置通過螺栓固定于恒溫鼓風干燥箱箱內的中間；支撐臺放置平地上，超聲波振動裝置位于支撐臺的上面，通過螺栓固定；恒溫鼓風干燥箱靠近支撐臺的一側開有一個空氣對流孔；超聲波時效成形裝置與超聲波振動裝置穿過空氣對流孔通過軸相互連接。本發明優點是：克服了金屬板材時效成形過程中模具制造成本高，回彈量較大且影響參數難以控制的不足，并且具有結構簡單，容易操作，縮短了生產周期，降低了生產成本等。

技術領域

本發明涉及時效成形加工技術領域，特別是涉及一種超聲波作用下的時效成形裝置。

背景技術

隨著現代社會對許多新能源，如磁場，電場等不斷開發利用，研究外加場對時效成形影響的相關報道也不斷增加，這為探索時效成形新工藝開辟了新的方向。而超聲波作為一種特殊的外加場，在金屬材料成形領域已經有著廣泛的研究和應用。

在時效處理方面，汪建武等研究了超聲波對鑄造7050鋁合金的微觀組織和時效特性的影響。在7050鋁合金鑄造過程中施加超聲頻率為19KHz，輸出功率為170W，聲強為153.23W/cm2的超聲波處理后，結果表明，與常規鑄造比較，經超聲處理的合金具有更加細小的微觀組織，且達到時效峰值時間縮短。

吉林大學的徐德生、陳佳偉等人研究了超聲波處理對于消除16MnR焊件殘余應力的應用，結果表明超聲沖擊處理對焊態16MnR鋼試件中焊縫附近存在的高值雙向殘余拉應力消除效果均十分顯著。

太原理工大學的王時英、楊銘偉等人研究了超聲振動時效消除殘余應力機理分析，首次提出了超聲振動時效機理與低頻振動時效機理的不同，超聲振動消除殘余應力的效果取決于零件內部晶粒獲得的振動能量。

本發明提出的一種超聲波作用下的時效成形裝置，即使當構件內殘余應力與動應力時疊加之和小于材料的屈服極限時，也能夠消除工件內的殘余應力，并通過試驗進行了驗證。在生產實踐中,超聲波沖擊這種消除應力的方法已經開始得到應用,隨著理論研究的不斷深入,其必然擁有更加廣闊的發展前景。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種超聲波作用下的時效成形裝置，通過點陣式模具的作用加載了一個彎曲預應力，使鋁合金板材產生彎曲變形；再連接超聲振動裝置，通過超聲波產生周期性激振力的作用下，使鋁合金板材發生共振，利用共振原理釋放和均化板材內部殘余應力，使金屬板材產生一定塑性變形，得到與模具曲率半徑相當的彎曲零件；能夠消除工件內的殘余應力，較好的解決現今時效成形加工技術中存在的在金屬板件成形過程中模具制造成本高，回彈難以控制，成形件力學性能下降等問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用的一種技術方案是：一種超聲波作用下的時效成形裝置，主要包括恒溫鼓風干燥箱、超聲波時效成形裝置、超聲波振動裝置、支撐臺、空氣對流孔組成；其特征在于：超聲波時效成形裝置通過螺栓固定于恒溫鼓風干燥箱箱內的中間；支撐臺放置平地上，超聲波振動裝置位于支撐臺的上面，通過螺栓固定；恒溫鼓風干燥箱靠近支撐臺的一側開有一個空氣對流孔；超聲波時效成形裝置與超聲波振動裝置穿過空氣對流孔通過軸相互連接。

進一步，所述恒溫鼓風干燥箱為DHG-9145A型電熱恒溫鼓風干燥箱。

進一步，所述超聲波時效成形裝置，主要包括連接板、超聲波變幅桿、M10緊固螺栓、上模板、M6.5沉頭螺栓、凸模、導柱、工件、凹模、下模板、M8沉頭螺栓、云母紙組成；其特征在于：上模板和下模板的中間靠近四個角的位置安放四根導柱，上下模板與導柱之間用M8沉頭螺栓固定，凹模通過螺栓固定于下模塊上表面的中間，凸模對應放置于凹模上面，凹模上表面和凸模的下表面分別貼放一層云母紙，云母紙的中間擺放工件，M10緊固螺栓穿過上模板頂住凸模，并用螺母固定，連接板通過M6.5沉頭螺栓固定于上下模板的一側，連接板的上端中間開有一個孔與超聲波變幅桿固定。