[发明专利]一种压力交变式微孔内表面空化喷丸设备及工作方法

说明书

本发明公开一种压力交变式微孔内表面空化喷丸设备及工作方法，油箱内设有左右面对面布置的定位装置和磁力式活塞运动装置，定位装置的L型挡板与油箱固定连接，L型挡板右侧下方是固定连接于油箱底壁的复合式V型块，复合式V型块上置放左右水平的工件；磁力式活塞运动装置的气缸的中心轴与微孔的中心轴共线，气缸中心孔中设有活塞，微孔和气缸中心孔之间能形成密封室；气缸右端面固定连接电磁铁，电磁铁上绕在线圈，线圈两端连接换向开关，磁力式活塞运动装置的上方是驱动装置，驱动装置的电机能带动丝杠转动，滑块与丝杠通过螺纹相配合，滑块与气缸固定连接；通过活塞往复运动不断改变密封室中液体体积，对微孔内表面进行喷丸强化，效率高。

技术领域

本发明属于机械制造领域中零部件表面强化处理技术，具体是适用于工件微孔内表面的喷丸强化设备。

背景技术

目前，生产加工的零件更加精密化、轻巧化、结构多样化，极大程度上满足了不同领域的要求，特别是航天、汽车等高精密技术密集行业，微小孔已经成为零件中普遍的结构，例如航空发动机叶片的散热微孔、汽车排气管的微小孔道以及模具的微小孔槽等；但带有微孔工件使用过程中，常常会在内表面形成应力集中，表面会出现疲劳裂纹，这极大影响了零部件的使用寿命，为此，常常通过各种表面强化技术来提高微型孔的性能。

现有应用最为广泛的孔强化工艺是孔挤压强化和机械喷丸，冷挤压强化技术是用有一定过盈量的芯棒缓慢穿过待强化孔，使孔内表面引入压缩残余应力，从而提高孔的疲劳寿命。如中国专利公开号为CN20349595057U的文献中公布了一种孔挤压强化装置，采用挤压芯棒对孔壁进行强化，但由于受限于挤压芯棒的尺寸，无法完成对于一些微型孔的强化加工。机械喷丸是利用铁、陶瓷、玻璃、高速钢等材质制成的弹丸，通过持续不断的高速撞击孔内壁，使其表层材料发生一定的塑性形变，表层材料的位错密度增加，晶粒得到细化，形成一定厚度的残余压应力层，有效提高其疲劳强度；但是经机械喷丸处理后的材料表面粗糙度值亦随之剧烈升高，难以达到合格要求。此外，当盲孔的孔径较小时，不利于弹丸的进入，这也是传统机械喷丸技术的瓶颈。

发明内容

为了克服传统的孔挤压强化和机械喷丸工艺中存在的对盲孔长径比的限制、加工成本高以及表面质量差等缺陷问题，本发明提供了一种加工效果好的压力交变式微孔内表面空化喷丸设备以及该设备进行空化喷丸的工作方法，尤其适用于微孔内径小于1mm的小体积工件的喷丸强化加工。

本发明一种压力交变式微孔内表面空化喷丸设备采用的技术方案是：包括油箱，在油箱内设有左右面对面布置的定位装置和磁力式活塞运动装置，所述的定位装置包括L型挡板、密封垫和复合式V型块，L型挡板与油箱固定连接，L型挡板右侧下方是固定连接于油箱底壁的复合式V型块，复合式V型块上置放左右水平的工件，工件上开有左右贯通的微孔，L型挡板的右侧面上固定嵌有密封垫；所述的磁力式活塞运动装置包括左右水平布置的气缸、电磁铁和永磁铁制成的活塞，气缸的中心轴与微孔的中心轴共线，气缸的中心开有水平的气缸中心孔，气缸中心孔中设有能左右移动的永磁铁制成的活塞；气缸的左端面上嵌有密封圈，微孔和气缸中心孔之间能形成密封室；气缸的右端面固定连接电磁铁，电磁铁上绕在线圈，线圈两端连接换向开关，磁力式活塞运动装置的上方是驱动装置，驱动装置包括左右水平布置的滑块、丝杠和电机，电机能带动丝杠转动，滑块与丝杠通过螺纹相配合，滑块与气缸固定连接；电机和换向开关均通过控制线连接控制端。

所述的气缸靠近右端面上方开有排气孔，气缸中心孔与外界大气接通。

所述的的工件浸没在油液中，磁力式活塞运动装置的排气孔露在油液上方，驱动装置位于油液上方不与油液接触。

本发明一种压力交变式微孔内表面空化喷丸设备的工作方法采用的技术方案是包括如下步骤：

步骤A：控制端控制电机正转，磁力式活塞运动装置向左运动，使气缸的左端面与工件的右端面紧密贴合，关闭电机；