[發(fā)明專利]一種孔壁強(qiáng)化的防損傷方法及其裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010188527.7
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111235381A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳俊峰;曹子文;車志剛;孫汝劍;鄒世坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空制造技術(shù)研究院
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種孔壁強(qiáng)化的防損傷裝置，其特征在于，包括：

工件夾持單元，包括機(jī)械手II(10)和工裝夾具II(7)，所述工裝夾具II(7)安裝在所述機(jī)械手II(10)的執(zhí)行末端，用于夾持需進(jìn)行孔壁強(qiáng)化的工件；

防護(hù)板單元，包括機(jī)械手I(1)、工裝夾具I(2)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)和防護(hù)板(4)，所述工裝夾具I(2)安裝在所述機(jī)械手I(1)的執(zhí)行末端，所述防護(hù)板(4)通過所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)安裝在所述工裝夾具I(2)的夾頭端，以調(diào)控所述防護(hù)板(4)伸入工件孔壁內(nèi)的徑向和周向位置；

控制系統(tǒng)，包括控制器(11)和計算機(jī)(9)，所述控制器(11)連接并控制所述機(jī)械手I(1)和所述機(jī)械手II(10)，所述計算機(jī)(9)控制激光器(8)，在激光沖擊強(qiáng)化時，使所述激光器(8)向工件的待加工部位發(fā)射激光束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孔壁強(qiáng)化的防損傷裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)包括軸向滑桿和橫向滑桿，所述橫向滑桿的一端安裝有調(diào)節(jié)滑塊，另一端安裝所述防護(hù)板(4)，所述調(diào)節(jié)滑塊的中心開有通孔，通孔的軸線與橫向滑桿的軸線垂直，所述軸向滑桿的頂部安裝在所述工裝夾具I(2)的夾頭端，所述軸向滑桿的底部通過調(diào)節(jié)滑塊的通孔與所述橫向滑桿連接，使所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)的橫向滑桿通過調(diào)節(jié)滑塊可沿其軸向滑桿往復(fù)滑動，所述防護(hù)板(4)的頂部可沿所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)的橫向滑桿往復(fù)滑動，所述防護(hù)板(4)的底部伸入工件的孔壁遮擋非加工面，實現(xiàn)爆轟波反射屏蔽。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的孔壁強(qiáng)化的防損傷裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)的調(diào)節(jié)滑塊上設(shè)有軸向和徑向調(diào)節(jié)件，用于在所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)的橫向滑桿在軸向滑動或者徑向轉(zhuǎn)動時，對其限位調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)所述防護(hù)板(4)的底部伸入工件孔壁內(nèi)的深度及與孔壁面的徑向距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的孔壁強(qiáng)化的防損傷裝置，其特征在于，所述防損傷裝置還包括噴嘴(5)，所述噴嘴(5)安裝在所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)的軸向滑桿底部，在激光強(qiáng)化前，用于提供孔壁強(qiáng)化區(qū)域表面均勻的水流約束層。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的孔壁強(qiáng)化的防損傷裝置，其特征在于，所述防護(hù)板(4)的底部伸入工件孔壁內(nèi)與孔壁面的徑向距離L₁為:其中，D為工件孔壁的孔徑，a為激光光斑的最大直徑尺寸，所述防護(hù)板(4)的寬度W為：厚度h為：所述防護(hù)板(4)寬度方向中心線與激光束輻射在孔壁上的光斑中心相一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的孔壁強(qiáng)化的防損傷裝置，其特征在于，所述防護(hù)板(4)的底部為平板或曲面板，所述防護(hù)板(4)的底部為曲面板時，該曲面防護(hù)板的凸曲面朝向孔壁中心一側(cè)，曲面半徑小于所述防護(hù)板(4)的材質(zhì)為不銹鋼。

7.一種采用權(quán)利要求1-6任一項裝置的孔壁強(qiáng)化的防損傷方法，其特征在于，在激光沖擊強(qiáng)化前，通過所述控制器(11)控制所述機(jī)械手I(1)和所述機(jī)械手II(10)，分別帶動所述工裝夾具I(2)和所述工裝夾具II(7)到達(dá)預(yù)定位置；通過所述計算機(jī)(9)調(diào)控所述激光器(8)的激光工藝參數(shù)和控制激光束輸出；通過調(diào)整所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(3)和所述防護(hù)板(4)在縱向和橫向位置，使所述防護(hù)板(4)伸入工件孔壁內(nèi)；在激光沖擊強(qiáng)化時，通過所述控制器(11)控制所述機(jī)械手II(10)運(yùn)動，帶動所述工裝夾具II(7)實現(xiàn)工件隨其做強(qiáng)化軌跡運(yùn)動，激光器(8)輸出入射激光束(12)輻射在工件的孔壁(6)強(qiáng)化表面，同時，所述控制器(11)控制所述機(jī)械手I(1)帶動所述控制防護(hù)板(4)隨工件強(qiáng)化軌跡協(xié)同運(yùn)動，使所述防護(hù)板(4)始終處于屏蔽爆轟波反射(13)的位置狀態(tài)。