[實(shí)用新型]單激勵(lì)超聲振動(dòng)縱彎復(fù)合式孔壁擠壓強(qiáng)化裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920111586.7
• 申請(qǐng)日: 2019-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209923388U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇宏華;陳玉榮;何祥磊;顧佳慶;傅玉燦;徐九華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): C21D7/10
• 分類號(hào): C21D7/10
• 代理公司: 32237 江蘇圣典律師事務(wù)所
• 代理人: 賀翔;王慧穎

本實(shí)用新型公開(kāi)了單激勵(lì)超聲振動(dòng)縱彎復(fù)合式孔壁擠壓強(qiáng)化裝置，屬于一種孔邊、孔壁擠壓強(qiáng)化的裝置與方法，本實(shí)用新型的裝置包括擠壓頭組件，擠壓頭組件連接有變幅桿，變幅桿連接于超聲縱彎振動(dòng)換能器，變幅桿與超聲縱彎振動(dòng)換能器螺紋連接組成超聲振子；超聲縱彎振動(dòng)換能器從與變幅桿連接的一端依次串聯(lián)包括有前蓋板、壓電片、電極片和后蓋板，超聲振子外連接設(shè)置有套筒，套筒的末端固定設(shè)置有轉(zhuǎn)接板，轉(zhuǎn)接板的末端再與機(jī)床相連；利用本實(shí)用新型的裝置及方法可以改善孔的疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性能，提高孔的使用壽命提供了一種新的技術(shù)與方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種孔邊、孔壁擠壓強(qiáng)化的裝置與方法，具體涉及一種單激勵(lì)超聲振動(dòng)縱彎復(fù)合式孔壁擠壓強(qiáng)化裝置及方法。

背景技術(shù)

機(jī)構(gòu)零部件在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不斷地承受著循環(huán)應(yīng)力的作用，其失效形式大部分為疲勞破壞，而構(gòu)件連接孔周圍是應(yīng)力集中的關(guān)鍵區(qū)域，在孔承受載荷作用時(shí)，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，形成疲勞裂紋源，使結(jié)構(gòu)件的整體使用壽命降低，可以說(shuō)孔結(jié)構(gòu)的使用壽命直接決定了結(jié)構(gòu)件的使用壽命?？讛D壓技術(shù)利用一個(gè)直徑大于孔徑、硬度高于連接孔材料的擠壓棒或圓球擠過(guò)連接孔，使孔壁材料發(fā)生彈塑性變形，經(jīng)孔擠壓強(qiáng)化后的孔壁引入大深度高幅值可控殘余壓應(yīng)力層，改善孔結(jié)構(gòu)在外載荷作用下的孔邊局部應(yīng)力分布狀態(tài)，抑制或延緩裂紋的擴(kuò)展，大幅提高連接孔疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕和抗腐蝕疲勞性能，從而達(dá)到延長(zhǎng)零部件使用壽命的目的。

在孔擠壓過(guò)程中，由于擠壓軸與孔內(nèi)壁直接接觸，擠壓力大，極易發(fā)生折斷，特別是小孔件的擠壓處理，折斷后的芯棒很難取出，容易對(duì)壁面造成劃痕，尋找一種新型孔擠壓方式對(duì)提高孔機(jī)構(gòu)的使用壽命具有十分重要的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，公開(kāi)了一種單激勵(lì)超聲振動(dòng)縱彎復(fù)合式孔壁擠壓強(qiáng)化裝置，本實(shí)用新型的強(qiáng)化裝置中通過(guò)設(shè)置的超聲縱彎振動(dòng)換能器，在超聲電源高頻電信號(hào)激勵(lì)下產(chǎn)生縱彎振動(dòng)，對(duì)孔邊與孔壁進(jìn)行局部強(qiáng)化處理，提高連接結(jié)構(gòu)疲勞壽命，從而實(shí)現(xiàn)連接結(jié)構(gòu)長(zhǎng)壽命、高可靠性、低維修成本的目的，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

本實(shí)用新型是這樣的實(shí)現(xiàn)的：

一種單激勵(lì)超聲振動(dòng)縱彎復(fù)合式孔壁擠壓強(qiáng)化裝置，包括擠壓頭組件，擠壓頭組件連接有變幅桿，所述的變幅桿連接于超聲縱彎振動(dòng)換能器，所述的變幅桿與超聲縱彎振動(dòng)換能器螺紋連接組成超聲振子；所述的超聲縱彎振動(dòng)換能器從與變幅桿連接的一端依次串聯(lián)包括有前蓋板、壓電片、電極片和后蓋板，所述的每片壓電片由兩個(gè)極化方向相反的1/2壓電片組成一個(gè)整圓壓電片；所述的超聲振子外連接設(shè)置有套筒，所述的套筒的末端固定設(shè)置有轉(zhuǎn)接板，所述的轉(zhuǎn)接板的末端再與機(jī)床相連。超聲縱彎振動(dòng)換能器通過(guò)螺釘安裝固定在套筒內(nèi)，變幅桿與超聲縱彎振動(dòng)換能器相連，擠壓頭組件組件通過(guò)螺紋固定在變幅桿前端，轉(zhuǎn)接板與機(jī)床相連，為單激勵(lì)超聲振動(dòng)縱彎復(fù)合式孔壁擠壓強(qiáng)化裝置提供擠壓力。

進(jìn)一步，所述的套筒上設(shè)置有航空插頭；所述的電極片的正負(fù)極引線與航空插頭的插座電極接口相連，航空插頭的電纜插頭在套筒外與超聲電源正負(fù)極引線相連。

進(jìn)一步，所述的壓電片設(shè)置四片，壓電片串聯(lián)在前蓋板與后蓋板之間，由后蓋板螺釘壓緊固定。

進(jìn)一步，所述的變幅桿一端為螺柱，另一端開(kāi)設(shè)有內(nèi)螺紋；所述的擠壓頭組件與變幅桿通過(guò)開(kāi)設(shè)的內(nèi)螺紋螺紋連接；所述的變幅桿通過(guò)螺柱與超聲縱彎振動(dòng)換能器的前蓋板螺紋連接。

進(jìn)一步，所述的變幅桿上設(shè)置有法蘭，所述的超聲振子通過(guò)變幅桿上的的法蘭以及法蘭螺釘與套筒連接固定。

進(jìn)一步，所述的轉(zhuǎn)接板通過(guò)轉(zhuǎn)接板螺釘與套筒連接固定。

進(jìn)一步，所述的擠壓頭組件包括開(kāi)縫襯套擠壓頭、鉸刀、孔邊擠壓頭、二次孔壁擠壓頭，所述的開(kāi)縫襯套擠壓頭、鉸刀、孔邊擠壓頭、二次孔壁擠壓頭根據(jù)超聲擠壓工藝互換。

本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種單激勵(lì)超聲振動(dòng)縱彎復(fù)合式孔壁擠壓強(qiáng)化方法，其特征在于，方法如下：