[发明专利]一种孔壁激光喷丸复合挤压强化的装置及其方法

权利要求书

1.一种孔壁激光喷丸复合挤压强化的装置，其特征在于，包括激光发生装置、夹紧卡盘(7)、复合挤压芯棒(8)、数控移动工作平台(16)、夹具(18)和控制系统(22)；所述激光发生装置用于产生激光束(2)；所述数控移动工作平台(16)顶部设有夹紧卡盘(7)；

所述复合挤压芯棒(8)包括芯棒前锥(11)和后锥(10)，所述芯棒前锥(11)和后锥(10)内部中空，所述后锥(10)一端伸入所述夹紧卡盘(7)内部；所述后锥(10)另一端与芯棒前锥(11)连接；所述后锥(10)内部设有全反镜(9)，所述芯棒前锥(11)内部设有圆锥全反镜(12)，所述激光束(2)穿过所述夹紧卡盘(7)和所述后锥(10)壁面射入全反镜(9)，经过全反镜(9)反射进入圆锥全反镜(12)，所述圆锥全反镜(12)反射光束透过芯棒前锥(11)形成环形激光带(23)；所述后锥(10)另一端上设有芯棒工作段(19)，所述芯棒工作段(19)的直径大于芯棒前锥(11)直径；

所述数控移动工作平台(16)上设有夹具(18)，夹具(18)上安装工件(14)；所述控制系统(22)控制所述数控移动工作平台(16)运动，使工件(14)的内孔穿入所述复合挤压芯棒(8)；所述控制系统(22)还控制激光发生装置和夹紧卡盘(7)。

2.一种孔壁激光喷丸复合挤压强化的装置，包括压机和控制系统(22)，所述压机工作台上通过夹具(18)安装工件(14)，所述控制系统(22)控制压机工作，其特征在于，还包括激光发生装置和复合挤压芯棒(8)；所述激光发生装置安装在压机压头上，所述控制系统(22)控制激光发生装置，用于产生激光束(2)；

所述复合挤压芯棒(8)包括芯棒前锥(11)和后锥(10)，所述芯棒前锥(11)和后锥(10)内部中空，所述后锥(10)一端伸入所述压机压头内；所述后锥(10)另一端与芯棒前锥(11)连接；所述后锥(10)内部设有全反镜(9)，所述芯棒前锥(11)内部设有圆锥全反镜(12)，所述激光束(2)穿过所述压机压头和所述后锥(10)壁面射入全反镜(9)，经过全反镜(9)反射进入圆锥全反镜(12)，所述圆锥全反镜(12)反射光束透过芯棒前锥(11)形成环形激光带(23)；所述后锥(10)另一端上设有芯棒工作段(19)，所述芯棒工作段(19)的直径大于芯棒前锥(11)直径；所述控制系统(22)控制所述压机压头运动，使所述复合挤压芯棒(8)穿入工件(14)的内孔。

3.根据权利要求1或2所述的孔壁激光喷丸复合挤压强化的装置，其特征在于，还包括喷淋系统(21)，所述喷淋系统(21)安装在夹具(18)上，用于将润滑液(13)喷射在工件(14)表面。

4.根据权利要求1或2所述的孔壁激光喷丸复合挤压强化的装置，其特征在于，所述芯棒前锥(11)为透明透光的材料；所述芯棒前锥(11)材料的硬度为350～500 HV；所述后锥(10)材料为高速钢。

5.根据权利要求4所述的孔壁激光喷丸复合挤压强化的装置，其特征在于，所述芯棒前锥(11)材料为透明蓝宝石玻璃；所述后锥(10)材料为W6Mo5Cr4V2。

6.根据权利要求1或2所述的孔壁激光喷丸复合挤压强化的装置，其特征在于，所述芯棒前锥(11)与工件(14)内孔过渡配合；所述芯棒工作段(19)与工件(14)内孔过盈配合。

7.根据权利要求6所述的孔壁激光喷丸复合挤压强化的装置，其特征在于，所述工件(14)内孔直径为D₂，所述芯棒工作段(19)直径为D₁，所述芯棒工作段(19)相对挤压量(D₁-D₂)/D₂＝1％～8％。