[發明專利]一種用于強化高強度表面高速超聲噴丸的振動變幅桿

在審

• 申請號: 202111573869.1
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114317916A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 陳雪林;唐進元;邵文
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C21D7/06
• 分類號: C21D7/06;C22F1/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 馬俊

本發明公開了一種用于強化高強度表面高速超聲噴丸的振動變幅桿，包括：主軸，為回轉體且以第一軸線為中軸線；圓盤，為回轉體且以第一軸線為中軸線，所述圓盤設于主軸中部并徑向向外延伸，且所述圓盤的截面沿第二軸線對稱，所述第二軸線與第一軸線垂直；其中主軸在圓盤兩側均設有安裝槽以安裝壓電致動器，用于產生超聲振動；且所述第二軸線與主軸的振動波峰重合。本發明利用所述第二軸線與主軸的振動波峰重合，使得超聲振動波峰處施加至圓盤，通過圓盤對噴丸進行超聲激勵，利用多個壓電致動器的超聲振動疊合產生高振幅、高能量的超聲激勵，可滿足高硬度的工件加工需求。

技術領域

本發明涉及噴丸表面加工領域，特別是涉及一種用于強化高強度表面高速超聲噴丸的振動變幅桿。

背景技術

超聲噴丸強化表面性能的方法廣泛用于強化各種表面，改變殘余應力分布，均勻表面形貌，提高工件的疲勞強度及運動接合面的潤滑性能。但是隨著新材料不斷的被開發，材料的強度、硬度越來越高，現有的噴丸工藝難以滿足其要求，需要高振幅的超聲激勵才能滿足要求，傳統的超聲裝置難以滿足要求。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種用于強化高強度表面高速超聲噴丸的振動變幅桿。

根據本發明的第一方面實施例的一種用于強化高強度表面高速超聲噴丸的振動變幅桿，包括：主軸，為回轉體且以第一軸線為中軸線；圓盤，為回轉體且以第一軸線為中軸線，所述圓盤設于主軸中部并徑向向外延伸，且所述圓盤的截面沿第二軸線對稱，所述第二軸線與第一軸線垂直；其中主軸在圓盤兩側均設有安裝槽以安裝壓電致動器，用于產生超聲振動；且所述第二軸線與主軸的振動波峰重合。

根據本發明實施例的一種用于強化高強度表面高速超聲噴丸的振動變幅桿，至少具有如下技術效果：利用所述第二軸線與主軸的振動波峰重合，使得超聲振動波峰處施加至圓盤，通過圓盤對噴丸進行超聲激勵，利用多個壓電致動器的超聲振動疊合產生高振幅、高能量的超聲激勵，可滿足高硬度的工件加工需求。

根據本發明的一些實施例，所述主軸包括第一半段和第二半段，所述第一半段和第二半段位于圓盤兩側；所述第一半段和第二半段均設有兩個安裝槽以安裝兩組壓電致動器。

根據本發明的一些實施例，所述第一半段包括從端部朝中部依次同軸設置的第一連接段、第一傳遞段和第一放大段；所述第一連接段與第一傳遞段之間設有第一安裝槽，所述第一傳遞段和第一放大段設有第二安裝槽；所述第一放大段用于將第一安裝槽和第二安裝槽處的壓電致動器產生的超聲振動疊合。

根據本發明的一些實施例，所述第一放大段的截面輪廓為高斯曲線。

根據本發明的一些實施例，所述主軸的其中一振型節點位于第一連接段。

根據本發明的一些實施例，所述圓盤包括從主軸徑向向外依次設置的倒錐段、濾波段、過渡段和第二放大段。

根據本發明的一些實施例，所述濾波段截面輪廓為倒高斯曲線。

根據本發明的一些實施例，所述過渡段截面輪廓為雙曲線。

根據本發明的一些實施例，所述第二放大段為高斯曲線。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明實施例的安裝結構示意圖；

圖2是振動變幅桿的振型圖。

附圖標記：