[发明专利]一种旋转式柔性甩打成形装置及其成形方法

说明书

本发明公开了一种旋转式柔性甩打成形装置，包括卧式铣床主体，卧式铣床主体具有主轴和工作台，主轴上设置有转动机构，转动机构上设置有甩打机构，工作台上固定有底座，底座上设置有卧式铣床夹具，卧式铣床夹具与底座之间设置有力传感器；本发明公开了一种旋转式柔性甩打成形方法，该方法使用上述的旋转式柔性甩打弹丸成形装置实现甩打成形，具体按照以下步骤实施：步骤1：将待加工的工件装夹在卧式铣床夹具14上，并将工件移动至待加工初始位置；步骤2：打开卧式铣床主体1，设定甩打条件；步骤3：钢球12在工件表面甩打成形；步骤4：关闭卧式铣床主体1，记录加工后的凹坑轨迹，从卧式铣床夹具14上取出已完成加工的工件。

技术领域

本发明金属零件表面成形技术领域，涉及一种旋转式柔性甩打成形装置，本发明还涉及一种旋转式柔性甩打成形方法。

背景技术

金属零件切削加工后表面存在一定的微裂纹及残余拉应力，零件在交变载荷的作用下容易出现疲劳失效，为了提高该类零件的疲劳强度，切削加工后要对零件进行表面强化加工。一些大型的金属薄壁零件要满足一定的气动外形要求，例如飞机的机翼壁板，这类零件切削加工后除了进行表面强化加工，还要进行成形加工。喷丸工艺就是一种能满足上述要求的表面强化及成形工艺。

目前市场上弹丸喷丸加工设备主要有三种，包括传统的弹丸喷丸加工设备、超声喷丸装置和旋片喷丸装置。传统的弹丸喷丸加工设备是一套复杂的机电系统，涉及弹丸存储装置、弹丸加速装置(气动式、离心式或重力式等)、弹丸筛选回收装置、零件装夹运送装置、喷丸室、监控及控制系统等，设备占地面积大、费用高，难以广泛推广使用。超声喷丸装置是便携式的手持喷丸设备，但超声喷丸设备也需要一系列的超声振动发生系统、变幅装置，弹丸室或撞针保持器等，设备较复杂，费用较高。旋片喷丸装置(民用航空金属零件旋片喷丸强化工艺，MH/T 3017-2008)是一种较方便使用的手持式局部喷丸强化装置，该装置所用的弹丸尺寸较小，所产生的残余压应力较浅，难以满足薄壁零件的成形要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转式柔性甩打成形装置，实现对工件表面精准高效地甩打。

本发明的另一目的在于提供一种旋转式柔性甩打成形方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种旋转式柔性甩打成形装置，包括卧式铣床主体，卧式铣床主体具有主轴和工作台，主轴上设置有转动机构，转动机构上设置有甩打机构，工作台上固定有底座，底座上设置有卧式铣床夹具，卧式铣床夹具与底座之间设置有力传感器；

转动机构包括杯状的飞轮，主轴穿过飞轮底面中心且通过键与飞轮连接，飞轮底面两侧均设置有轴套，轴套固定在主轴上，飞轮底面以底面中心为对称点对称设置有圆孔和槽孔，圆孔中心和槽孔中心位于同一圆周，圆孔和槽孔中均设置有与其孔径匹配的螺栓，飞轮侧壁设置有与圆孔和槽孔位置对应的通孔。

本发明第一种技术方案的特点还在于：

圆孔和槽孔均设置有多个，圆孔和槽孔个数相同，且圆孔和槽孔在同一圆周上等距交替设置。

甩打机构包括长度相等的刚性弹簧和钢线，刚性弹簧一端连接有螺栓，刚性弹簧另一端穿过与螺栓位置对应的通孔并固定有钢球，钢线一端与螺栓连接，钢线另一端穿过与螺栓位置对应的通孔且与钢球连接，钢线被刚性弹簧包裹。

本发明的第二种技术方案是，一种旋转式柔性甩打成形方法，该方法使用上述第一种技术方案的旋转式柔性甩打弹丸成形装置实现甩打成形，具体按照以下步骤实施：

步骤1：将待加工的工件装夹在卧式铣床夹具上，并将工件移动至待加工初始位置；

步骤2：打开卧式铣床主体，设定甩打条件；

步骤3：启动主轴转动，移动工作台，钢球在工件表面甩打成形；

步骤4：关闭卧式铣床主体，记录加工后的凹坑轨迹，从卧式铣床夹具上取出已完成加工的工件。