[发明专利]一种多方位超声波滚压加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械零部件表面精加工的多方位超声波 滚压加工装置。

技术背景

机械零部件的失效形式主要有残余变形、疲劳、腐蚀和磨损等，且金属零部件的失效都始于相对运动的零部件表面。改善零部件表面性能是降低零部件失效和提高零部件使用寿命的有效途径之一，因此，表面机械强化技术在机械零部件制造中得到了广泛应用。

传统的表面机械强化技术主要有喷丸和表面热处理等；喷丸处理广泛应用于抗疲劳表面强化中，由于喷丸所用的丸粒直径较小，撞击动能有限，因而能产生残余压应力层的深度较浅，而且还会增加零件的表面粗糙度。表面热处理是通过对金属表面的加热、冷却而改变金属表层的力学性能，但其在热处理后需再次对金属表面进行后续处理，工序多，效率低。近年来，激光冲击强化及超声振动滚压等技术得到快速发展并在各个工业领域中开始应用，超声振动滚压是一种通过工具头的超声振动对金属表面产生动态冲击作用而使金属材料表面产生弹塑性变形，所产生的塑性流动将金属表面的凸凹坑得以改善，从而降低零件的表面粗糙度，并提高其表面的综合性能指标。

目前，大多数超声滚压加工装置加工时只能在单一方向对金属表面进行处理，若要对其另一方向进行加工处理时，则需要重新安装刀具并重新对刀，这种方式既费时费力、效率低，而且难以保证两次刀具安装对零件表面处理的精度要求。

发明内容

本发明的目的就是提供了一种快速换位，且无需重新对刀、效率高的多方位超声滚压加工装置。

本发明的多方位超声滚压加工装置，包括刀盘、超声滚压刀具旋转架和超声滚压刀具，超声滚压刀具包括超声滚压刀具前、后端盖、压电陶瓷换能器及导电电极、超声变幅杆、超声滚压刀头座、刀头盖、超声滚压体，其特征在于，超声滚压刀具旋转架通过楔形块与刀盘凹槽面挤压配合及螺钉的固定安装在刀盘上，超声滚压刀具通过带内孔螺钉销轴与超声滚压刀具后端盖凹槽配合安装在超声滚压刀具旋转架内，超声滚压刀具可在超声滚压刀具旋转架上旋转，从而实现超声滚压刀具可在轴向或径向位置工作，同时超声滚压刀具通过超声滚压前端盖的凸台与超声滚压刀具旋转架内侧凹槽用螺钉连接，将超声滚压刀具固定在超声滚压刀具旋转架上，保证其加工位置的固定。超声滚压刀具前、后端盖通过连接螺钉固连在一起，压电陶瓷换能器及导电电极通过绝缘套筒安装在超声滚压刀具前、后端盖之间，超声滚压刀具前端盖另一端通过带内孔螺栓与超声变幅杆连成一体，超声变幅杆的另一端通过螺纹与超声滚压刀头座连接，超声滚压刀头座上装有超声滚压体及超声滚压刀头盖。超声滚压刀具前、后端盖、绝缘套筒、超声变幅杆、超声滚压刀头座、刀头盖的内腔构成冷却润滑循环系统通道，带内孔螺钉销轴经超声滚压刀具后端盖凹槽与超声滚压刀具后端盖、绝缘套筒内腔及前端盖内腔相通，超声滚压刀具前端盖的内孔周向设有均布的四个油液凹槽通道，超声滚压刀具前端盖内腔与超声变幅杆内腔由带内孔螺栓联通。

本发明的多方位超声滚压加工装置，其超声滚压刀具可在轴向和径向位置工作，工作原理是，当超声滚压刀具需在轴向（或径向）位置工作时，将超声滚压刀具旋转到轴向（或径向）位置上，通过螺钉连接将超声滚压刀具固定在刀具旋转架上，以保证超声滚压刀具的加工工位，而当刀具需要换位工作时，将固定刀具上一工作位置的螺钉松开，旋转刀具到所需工作位置，再用螺钉将其固定在所需工作位置。

本发明装置的超声滚压刀具内部设有冷却润滑循环系统通道，冷却润滑液通过带内孔的螺钉销轴进入超声滚压刀具后端盖，经绝缘套筒内腔进入超声滚压刀具前端盖，超声滚压刀具前端盖的内孔周向设有均布的四个油液凹槽通道，油液通过凹槽通道及带内孔的刀具前端盖与变幅杆连接螺栓，到达到滚压刀具刀头座和超声滚压体处，再通过刀头盖侧的孔径流出，形成循环，本循环系统通道可同时对超声滚压刀具内部的压电陶瓷换能器进行冷却和对超声滚压体进行润滑。

本发明的多方位超声滚压加工装置安装简单、使用方便，效率高，可在轴向和径向位置工作，且超声滚压刀具在换位定位后无需再重新对刀。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯向视图；

图3为图1的右视图；

图4本本发明的三维视图；