[实用新型]多曲率曲面的超声复合自适配抗疲劳精密加工系统

权利要求书

1.多曲率曲面的超声复合自适配抗疲劳精密加工系统，其特征在于,包括柔性磨头装置和控制单元，控制单元电连接并控制柔性磨头装置，柔性磨头装置用于加工零部件的多曲率曲面，控制单元用于控制柔性磨头装置的工作状态；

柔性磨头装置包括柔性调节箱体、超声耦合剂循环结构和冲击振动结构，冲击振动结构设置在柔性调节箱体内，柔性调节箱体内部连通超声耦合剂循环结构，超声耦合剂循环结构用于超声耦合剂在柔性磨头装置内的循环冷却，进而提高加工零部件的抗疲劳性能；冲击振动结构用于驱动柔性磨头装置运动实现工件的去应力加工，进而提高加工零部件的抗疲劳性能。

2.根据权利要求1所述的多曲率曲面的超声复合自适配抗疲劳精密加工系统，其特征在于，所述柔性调节箱体的上端设置有壳体，下端设置有磨头；柔性调节箱体与壳体的接触处设置有保护膜；

冲击振动结构包括压电晶片和若干钢珠，钢珠设置在由保护膜与柔性调节箱体组成的空腔内；压电晶片设置在由保护膜与壳体的内侧壁形成的空腔内，压电晶片通过电缆线连接电源为其供电，压电晶片通电后进行纵向往复伸缩运动并输出超声波，将电能转换成超声波并输出，压电晶片输出的超声波驱动钢珠高速振动。

3.根据权利要求2所述的多曲率曲面的超声复合自适配抗疲劳精密加工系统，其特征在于，所述壳体上端面的两侧分别开设有耦合剂入口和耦合剂出口，耦合剂入口和耦合剂出口用于超声耦合剂的进入和流出；

所述超声耦合剂循环结构包括耦合剂流入伺服电机、耦合剂流入螺杆泵、耦合剂排出伺服电机和耦合剂排出螺杆泵，耦合剂流入伺服电机通过联轴器连接耦合剂流入螺杆泵，耦合剂流入螺杆泵的出料口通过耦合剂流入管路连通耦合剂入口，耦合剂入口通过耦合剂进入通道连通柔性调节箱体；耦合剂排出伺服电机通过联轴器连接耦合剂排出螺杆泵，耦合剂排出螺杆泵的进料口通过耦合剂排出管路连通耦合剂出口，耦合剂出口通过耦合剂排出通道连通柔性调节箱体。

4.根据权利要求3所述的多曲率曲面的超声复合自适配抗疲劳精密加工系统，其特征在于，所述柔性调节箱体是由两平行的侧面和圆弧形底面组成的U型半封闭箱体结构，磨头沿圆弧底面设置；柔性调节箱体是采用从内到外依次设置的金属编织复合材料层、三维编织复合材料层和复合基层形成的材料制成。

5.根据权利要求2或3或4所述的多曲率曲面的超声复合自适配抗疲劳精密加工系统，其特征在于，所述压电晶片上侧面设置有阻尼块，阻尼块设置在由保护膜与壳体的内侧壁形成的空腔内。

6.根据权利要求5所述的多曲率曲面的超声复合自适配抗疲劳精密加工系统，其特征在于，所述壳体内壁与阻尼块之间设置有压电式冲击力传感器，压电式冲击力传感器对称设置有两个，压电式冲击力传感器用于采集压电晶片的冲击压力值。

7.根据权利要求6所述的多曲率曲面的超声复合自适配抗疲劳精密加工系统，其特征在于，所述柔性调节箱体的内侧壁上设置有热电偶温度传感器，热电偶温度传感器位于柔性调节箱体上部边缘处，热电偶温度传感器用于采集柔性调节箱体内的温度值。

8.根据权利要求7所述的多曲率曲面的超声复合自适配抗疲劳精密加工系统，其特征在于，所述壳体外侧壁上设置有位移传感器，位移传感器用于测试径向位移量。

9.根据权利要求1所述的多曲率曲面的超声复合自适配抗疲劳精密加工系统，其特征在于，所述控制单元包括电源、单片机、数据采集器一、数据采集器二、数据采集器三、A/D转换器一、A/D转换器二、A/D转换器三、D/A转换器一、D/A转换器二和D/A转换器三，电源电连接单片机为其供电；控制单元是由三个循环回路组成，一路是由依次电连接的单片机、D/A转换器一、相互串联的耦合剂流入伺服电机和耦合剂流入螺杆泵以及与之并联的耦合剂排出伺服电机和耦合剂排出螺杆泵、磨头、温度传感器、A/D转换器一、数据采集器一和单片机组成的循环回路；另一路是由依次电连接的单片机、D/A转换器二、压电晶片、压电式冲击力传感器、A/D转换器二、数据采集器二和单片机组成的循环回路；再一路是由单片机、D/A转换器三、相互串联的耦合剂流入伺服电机和耦合剂流入螺杆泵以及与之并联的耦合剂排出伺服电机和耦合剂排出螺杆泵、磨头、位移传感器、A/D转换器三、数据采集器三和单片机组成的循环回路。