[發明專利]一種超聲噴丸高速均勻加工各種型面的系統及方法

有效

• 申請號: 201811014993.2
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109079665B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 唐進元;陳雪林;趙久越
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B24C3/04
• 分類號: B24C3/04;B24C9/00;B24C1/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 伍傳松

本發明公開了一種超聲噴丸高速均勻加工各種型面的系統，包括第一連接件、振動變幅桿、混合器、噴丸填充裝置、噴氣機構、工作臺和控制系統；所述工作臺設置有能驅動工件進給的驅動機構，工件裝夾在驅動機構上；所述振動變幅桿一端嵌入第一連接件內，另一端設置有用于反彈噴丸的端面，所述振動變幅桿安裝有一對位置相對的壓電致動器，所述壓電致動器與超聲波發生器連接；所述噴氣機構用于將壓縮氣體沖入混合器；所述噴丸填充裝置用于將噴丸送入混合器內；所述混合器用于將壓縮氣體與噴丸混合。本發明實現較大直徑的工作介質的高速超聲噴丸加工，可加工出較大凹面，實現凸凹面及均勻度精密控制，可用于加工各類曲面的表面處理。

技術領域

本發明涉及機械噴丸加工領域，特別是涉及一種超聲噴丸高速均勻加工各種型面的系統及方法。

背景技術

超聲噴丸加工方法廣泛用于工件各種表面處理工藝中，能夠顯著降低工件表面的殘余應力，提高工件的疲勞強度，并助于形成用于高強度連接或潤滑的連接的凸凹結合面。但是由于超聲噴丸加工實現原理的限制，造成噴丸的速度、加工區域精密控制以及加工的均勻度難以控制，超聲噴丸加工形成通常如圖1所示表面，難以將工件表面加工出較大凹面，相對較大的凹面更加助于提高工件表面的抗疲勞強度，直徑相對較大的介質，介質的加工速度較低，難以加工出較大凹面，不利于噴丸作業。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。為此，本發明提出一種噴丸速度高的超聲噴丸高速均勻加工各種型面的系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種超聲噴丸高速均勻加工各種型面的系統，包括工作臺以及設置在工作臺上的第一連接件、振動變幅桿、混合器、噴丸填充裝置、噴氣機構、驅動機構、控制系統；所述驅動機構用于驅動工件進給，工件裝夾在驅動機構上；所述振動變幅桿一端嵌入第一連接件內，另一端設置有用于反彈噴丸的端面，所述振動變幅桿安裝有一對位置相對的壓電致動器，兩個所述壓電致動器沿垂直于軸線的方向間隔設置，所述壓電致動器與超聲波發生器連接；所述噴丸填充裝置用于將噴丸送入混合器內；所述噴氣機構用于將壓縮氣體沖入混合器；所述混合器位于振動變幅桿上方，用于將壓縮氣體與噴丸混合，將噴丸噴向振動變幅桿的端面，噴丸經過端面反彈加速后對下方的工件進行加工；所述控制系統與噴氣機構、驅動機構連接以控制其工作。

進一步，還包括噴丸回收機構以及噴丸運送機構，所述噴丸回收機構用于收集被混合器噴出并對工件加工過的噴丸，所述噴丸運送機構與噴丸回收機構連接并能將噴丸回收機構收集的噴丸重新送入噴丸填充裝置。

進一步，所述第一連接件設置有內腔；所述振動變幅桿插裝在內腔中；所述振動變幅桿包括按順序依次設置的配合定位段、第二連接件安裝段、致動器安裝段、第三連接件安裝段以及噴丸作用段；所述配合定位段和噴丸作用段位于振動變幅桿兩端，所述配合定位段與內腔底部配合相連，所述噴丸作用段外端面用于反彈噴丸；所述第二連接件安裝段與內腔內壁之間安裝有第二連接件；所述壓電致動器設置有兩個且位置相對地安裝在致動器安裝段；所述第三連接件安裝段設置有第一凹槽，所述第一凹槽與內腔內壁之間安裝有第三連接件，所述第三連接件與第一連接件固定連接。

進一步，所述第一凹槽和第三連接件對應設置有兩個且沿軸線間隔設置。

進一步，所述內腔底部設置有圓形凹槽，圓形凹槽處安裝有第一墊片，所述第一墊片外端設置有圓錐形凹槽，所述配合定位段與圓錐形凹槽匹配并插入安裝在圓錐形凹槽內。

進一步，所述第二連接件安裝段和致動器安裝段組成一個階梯軸，第一連接段到致動器安裝段直徑依次減小，所述壓電致動器外圈設置有卡簧，所述卡簧靠近第二連接件安裝段的外周設置有臺階，所述臺階與第二連接件安裝段組成能匹配安裝第二連接件的第二凹槽。

進一步，所述混合器包括氣道和噴丸加入道，所述氣道朝振動變幅桿的外端端面設置，所述噴丸加入道末端與氣道中部連通，所述噴氣機構用于將壓縮氣體沖入氣道，所述噴丸填充裝置用于將噴丸送入噴丸加入道。