[發明專利]一種軌跡可控的表面強化裝置

在審

• 申請號: 201710871366.X
• 申請日: 2017-09-24
• 公開（公告）號: CN107435092A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 姜紅蘭
• 申請（專利權）人: 安慶市煒彤信息技術有限公司
• 主分類號: C21D7/04
• 分類號: C21D7/04;C21D11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種軌跡可控的表面強化裝置，其特征在于，包含以下內容：

所述表面強化裝置用于具有加工復雜曲面形狀的葉片，為一種超聲滾壓加工設備，其對加工軌跡可根據所述葉片的形狀以實現精準控制；

所述表面強化裝置包含機床底座、超聲波發生器、滾壓系統、進給系統；所述滾壓系統包含超聲波換能器、變幅桿、滾壓工具頭；

所述機床底座為所述表面強化裝置的底座，以支撐其的放置；

所述超聲波發生器，為所述表面強化裝置中的驅動電源及控制部分，用于將平時的市電轉換成同所述超聲波換能器相適應的高頻電流；工作狀態下所述超聲波發生器會產生一個特頻信號，所述特頻信號根據需求的不同會產生正弦或脈沖信號，為在一個特定的頻率下工作，而所述特定的頻率為所述超聲波換能器的工作頻率；所述超聲波發生器作為他激式開關電源，具有的功能為：第一，頻率微調，調整頻率使所述超聲波發生器始終處于最佳工作狀態下，保證其的效率最大，頻率調整范圍在2％以內；第二，振幅控制，工作過程中所述超聲波換能器的負載隨時可能發生變化，所述超聲波發生器要具備自動調整驅動的特性，保證所述滾壓工具頭能獲得穩定的振幅；第三，系統保護，若所述表面強化裝置的工作環境發生變化，所述超聲波發生器應自行停止工作并報警顯示，以防其被損壞；

所述滾壓系統包含所述超聲波換能器、所述變幅桿、所述滾壓工具頭；所述超聲波換能器作為所述表面強化裝置中的關鍵部件，所述超聲波換能器與所述變幅桿通常結合在一起使用，主要作用是把所述超聲波發生器產生的高頻振蕩的電信號轉換成機械振動，并經過所述變幅桿將其進行振幅放大和聚能后再傳輸到所述滾壓工具頭，從而實現對被加工工件的超聲滾壓處理；

所述變幅桿在超聲波加工中被稱為超聲聚能器，機械振動的質點位移或速度通過所述變幅桿能得到放大，同時在較小的面積上聚集超聲能量，起到聚能作用；在所述超聲波換能器與所述滾壓工具頭之間連接所述變幅桿，用于將機械振幅放大到所需的要求，為了使超聲能量更有效地從所述超聲波換能器向負載傳輸，所述變幅桿還能作為阻抗變換器進行阻抗匹配；

所述進給系統包含葉片夾持及進給系統、高度進給立柱、滾壓頭夾持系統；

在滾壓軌跡的控制中，所述葉片夾持及進給系統負責葉片前后方向的進給，并控制葉片的旋轉，使得工件的加工段的中面垂直于所述滾壓工具頭，所述高度進給立柱主要實現所述滾壓工具頭在滾壓過程中的上下進給，所述滾壓頭夾持系統則負責其包含的滾壓頭的左右運動，兩側的進給運動通過同步控制器來實現同步；

所述表面強化裝置在滾壓加工過程中，葉片由所述葉片夾持及進給系統夾持，通過其中包含的伺服電機連接減速器帶動絲杠旋轉，以實現葉片進給；所述表面強化裝置的夾持端為一個磁盤，其通過設計好的磁性夾具，將所述葉片夾持及進給系統連接，并且所述磁盤為一種可旋轉結構，在葉片進給過程中，能夠根據葉片的形貌，調整其旋轉角度，使得葉片的加工面中心與所述滾壓系統中滾壓工具頭垂直；

對葉片的滾壓軌跡，機床兩側的安裝有所述高度進給立柱，其為高度可調控的立柱，根據滾壓前編入的高度參量，所述高度參量的值等于所述立柱的高度，在滾壓過程中進行高度調節，高度調節通過所述伺服電機中的帶動絲杠實現，兩側的電機通過的運動控制器以實現同步；

所述葉片夾持及進給系統中，葉片的裝夾采用上下左右4塊夾塊，并裝有裝夾頭，來負責葉片的夾持，所述葉片夾持及進給系統的末端為一個電磁鐵，所述裝夾頭使用鐵磁性材料，以通過電磁力固定在所述葉片夾持及進給系統上；所述裝夾頭采用與機床三角卡盤類似的原理，分布轉動旋鈕，使得上下或左右一起轉動，從而對所述葉片進行定位和固定。