[發明專利]一種超聲強化矯形裝置

在審

• 申請號: 202010071675.0
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111167887A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 翟錳鋼;趙夙;于磊;張慶龍;尚曉峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B21D3/00
• 分類號: B21D3/00;B06B1/04;C21D10/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 徐麗

本發明公開了一種超聲強化矯形裝置，包括：用于沖擊工件表面的噴射體，噴射體為親磁性金屬件；用于設置噴射體的端蓋，端蓋設有用于與噴射體可滑動配合的噴射孔；超聲波電源和與超聲波電源相連的超聲換能器，超聲換能器的輸出端設有用于撞擊噴射體以使噴射體噴射出去并沖擊工件表面的振動體，振動體具有磁性，振動體依靠磁吸力能夠吸附噴射體，以啟動噴射體。該超聲強化矯形裝置可以實現工件任意方向的表面強化矯形工藝，避免金屬屑等雜質進入該超聲強化矯形裝置內部，且可適用于較重且尺寸較大的噴射體，使噴射體具有較大的沖擊強度。

技術領域

本發明涉及表面強化及矯形技術領域，更具體地說，涉及一種超聲強化矯形裝置。

背景技術

作為目前最具前景的金屬材料冷加工表面強化處理工藝，超聲波強化在機械制造過程中具有廣泛應用，例如，超聲波強化可以用于飛機壁板零件、運載火箭儲箱等零件的表面成形，還可以用于經鑄造、焊接、沖壓等機械加工所導致的變形構件的矯形等。

超聲波強化工藝主要利用丸粒或撞針等噴射件，在超聲波作用下，高速沖擊結構件表面，使結構件表面產生一層強化層，以提高結構件的疲勞壽命和抗應力腐蝕性能等。

現有技術中的超聲波強化設備，主要依靠噴射件自身的重力或者借助負壓吸力來使噴射件撞擊工件后再次啟動，以使噴射件不斷的與超聲振動的變幅桿碰撞，從而使噴射件不斷被激發噴射出去，實現工件表面的強化。

然而，當利用噴射件自身重力使噴射件啟動時，工件必須被懸置，并使超聲波強化設備位于工件正下方，因此，工件的處理方向受到限制，需要不斷的翻轉工件，使工件的不同面朝向超聲波強化設備。

而借助負壓吸力使噴射件啟動時，一方面，由于負壓吸力的作用，極容易導致金屬碎屑或粉塵等雜質被吸入超聲波強化設備內部，使電器設備發生斷路風險，造成設備故障，或者影響噴射件運動的順暢性，對工件表面處理的工藝性造成影響。另一方面，由于負壓的最大壓力是一個大氣壓，吸附壓力存在上限，因此，這種方式僅適用于極少數量或重量較輕的噴射件，例如，采用單撞針或極少數量的撞針進行單點或線的強化處理，如對焊縫去應力等。對于較大尺寸且重力較重的噴射件，負壓通常情況下無法將噴射件吸附到超聲振動的變幅桿的表面而使噴射件被噴射出去，或者使噴射件的沖擊力小，導致工件表面強化處理后的強度比較低。

綜上所述，如何提供一種可實現工件不同方位的表面強化矯形工藝，同時可避免金屬屑等雜質進入設備內部，并可適用于較重且尺寸較大噴射件的超聲強化矯形裝置，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種超聲強化矯形裝置，可以實現工件任意方向的表面強化矯形工藝，避免金屬屑等雜質進入該超聲強化矯形裝置內部，且可適用于較重且尺寸較大的噴射體，使噴射體具有較大的沖擊強度。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種超聲強化矯形裝置，包括：

用于沖擊工件表面的噴射體，所述噴射體為親磁性金屬件；

用于設置所述噴射體的端蓋，所述端蓋設有用于與所述噴射體可滑動配合的噴射孔；

超聲波電源和與所述超聲波電源相連的超聲換能器，所述超聲換能器的輸出端設有用于撞擊所述噴射體以使所述噴射體噴射出去并沖擊工件表面的振動體，所述振動體具有磁性，所述振動體依靠磁吸力能夠吸附所述噴射體，以啟動所述噴射體。

優選地，所述振動體為永磁體。

優選地，所述振動體的外周部纏繞有導電繞組，以形成電磁鐵。

優選地，還包括分別與所述超聲波電源和所述導電繞組相連的控制器，用于控制所述超聲波電源的輸出功率和所述導電繞組的通電流大小，以通過調整所述輸出功率和所述通電流大小使所述噴射體具有預設沖擊強度。