[發明專利]一種旋轉式柔性甩打成形裝置及其成形方法

在審

• 申請號: 201810273319.X
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108580662A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 肖旭東;童鑫;孫垚;楊明順;趙仁峰;李言
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B21D31/06
• 分類號: B21D31/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 談耀文

本發明公開了一種旋轉式柔性甩打成形裝置，包括臥式銑床主體，臥式銑床主體具有主軸和工作臺，主軸上設置有轉動機構，轉動機構上設置有甩打機構，工作臺上固定有底座，底座上設置有臥式銑床夾具，臥式銑床夾具與底座之間設置有力傳感器；本發明公開了一種旋轉式柔性甩打成形方法，該方法使用上述的旋轉式柔性甩打彈丸成形裝置實現甩打成形，具體按照以下步驟實施：步驟1：將待加工的工件裝夾在臥式銑床夾具14上，并將工件移動至待加工初始位置；步驟2：打開臥式銑床主體1，設定甩打條件；步驟3：鋼球12在工件表面甩打成形；步驟4：關閉臥式銑床主體1，記錄加工后的凹坑軌跡，從臥式銑床夾具14上取出已完成加工的工件。

技術領域

本發明金屬零件表面成形技術領域，涉及一種旋轉式柔性甩打成形裝置，本發明還涉及一種旋轉式柔性甩打成形方法。

背景技術

金屬零件切削加工后表面存在一定的微裂紋及殘余拉應力，零件在交變載荷的作用下容易出現疲勞失效，為了提高該類零件的疲勞強度，切削加工后要對零件進行表面強化加工。一些大型的金屬薄壁零件要滿足一定的氣動外形要求，例如飛機的機翼壁板，這類零件切削加工后除了進行表面強化加工，還要進行成形加工。噴丸工藝就是一種能滿足上述要求的表面強化及成形工藝。

目前市場上彈丸噴丸加工設備主要有三種，包括傳統的彈丸噴丸加工設備、超聲噴丸裝置和旋片噴丸裝置。傳統的彈丸噴丸加工設備是一套復雜的機電系統，涉及彈丸存儲裝置、彈丸加速裝置(氣動式、離心式或重力式等)、彈丸篩選回收裝置、零件裝夾運送裝置、噴丸室、監控及控制系統等，設備占地面積大、費用高，難以廣泛推廣使用。超聲噴丸裝置是便攜式的手持噴丸設備，但超聲噴丸設備也需要一系列的超聲振動發生系統、變幅裝置，彈丸室或撞針保持器等，設備較復雜，費用較高。旋片噴丸裝置(民用航空金屬零件旋片噴丸強化工藝，MH/T 3017-2008)是一種較方便使用的手持式局部噴丸強化裝置，該裝置所用的彈丸尺寸較小，所產生的殘余壓應力較淺，難以滿足薄壁零件的成形要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種旋轉式柔性甩打成形裝置，實現對工件表面精準高效地甩打。

本發明的另一目的在于提供一種旋轉式柔性甩打成形方法。

本發明所采用的第一種技術方案是，一種旋轉式柔性甩打成形裝置，包括臥式銑床主體，臥式銑床主體具有主軸和工作臺，主軸上設置有轉動機構，轉動機構上設置有甩打機構，工作臺上固定有底座，底座上設置有臥式銑床夾具，臥式銑床夾具與底座之間設置有力傳感器；

轉動機構包括杯狀的飛輪，主軸穿過飛輪底面中心且通過鍵與飛輪連接，飛輪底面兩側均設置有軸套，軸套固定在主軸上，飛輪底面以底面中心為對稱點對稱設置有圓孔和槽孔，圓孔中心和槽孔中心位于同一圓周，圓孔和槽孔中均設置有與其孔徑匹配的螺栓，飛輪側壁設置有與圓孔和槽孔位置對應的通孔。

本發明第一種技術方案的特點還在于：

圓孔和槽孔均設置有多個，圓孔和槽孔個數相同，且圓孔和槽孔在同一圓周上等距交替設置。

甩打機構包括長度相等的剛性彈簧和鋼線，剛性彈簧一端連接有螺栓，剛性彈簧另一端穿過與螺栓位置對應的通孔并固定有鋼球，鋼線一端與螺栓連接，鋼線另一端穿過與螺栓位置對應的通孔且與鋼球連接，鋼線被剛性彈簧包裹。

本發明的第二種技術方案是，一種旋轉式柔性甩打成形方法，該方法使用上述第一種技術方案的旋轉式柔性甩打彈丸成形裝置實現甩打成形，具體按照以下步驟實施：

步驟1：將待加工的工件裝夾在臥式銑床夾具上，并將工件移動至待加工初始位置；

步驟2：打開臥式銑床主體，設定甩打條件；

步驟3：啟動主軸轉動，移動工作臺，鋼球在工件表面甩打成形；

步驟4：關閉臥式銑床主體，記錄加工后的凹坑軌跡，從臥式銑床夾具上取出已完成加工的工件。