[实用新型]一种高频脉冲电流辅助的表面喷丸强化加工装置

说明书

本实用新型公开了一种高频脉冲电流辅助的表面喷丸强化加工装置，其特征在于，由表面喷丸强化装置和脉冲电源装置组成；所述表面喷丸强化装置包括一喷丸室和安装在所述喷丸室上且向喷丸室内喷入喷丸的喷丸机构以及一设置在所述喷丸室内用以固定工件的工件夹持机构；所述脉冲电源装置在喷丸时连接在工件上给所述工件施加脉冲电流。本实用新型是利用高频脉冲电流的电致塑性效应，提高钛合金、铝合金等航空零部件表面的塑性，降低硬度，提高零部件表面喷丸强化的效果，提高航空零部件的耐磨性和疲劳强度。

技术领域

本实用新型涉及金属表面强化技术领域，尤其涉及复杂零件的表面强化技术领域，具体包括高频脉冲电流辅助的表面喷丸强化加工装置。

背景技术

钛合金、铝合金等航空材料在服役过程中受到交变载荷和外界环境的影响，十分容易发生疲劳断裂；在螺栓联接、铆钉联接、涡轮叶片与轮盘的榫联接等处又非常容易发生微动磨损。疲劳裂纹和微动磨损成为钛合金、铝合金等航空零部件发生失效的两种主要形式。

为了能够提高钛合金、铝合金等航空零部件的疲劳强度和耐磨损性能，必须对其进行工件表面强化处理。喷丸强化处理选用细小弹丸，高速撞击到工件表面，使工件表面层发生弹塑性变形，降低表面粗糙度，提高表面硬化强度，使工件表面获得残余压应力，从而提高钛合金、铝合金等航空零部件的耐磨性和疲劳强度。然而，传统的表面喷丸强化，难以获得较高的表面硬化强度、较深的表面硬化深度、较大的表面残余压应力，对航空零部件耐磨性和疲劳强度的提高十分有限。

实用新型内容

为了解决现有钛合金、铝合金等航空零部件表面强化处理的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单的高频脉冲电流辅助的表面喷丸强化加工装置，通过高频脉冲电流的辅助作用，提高工件表面喷丸强化的效果，使钛合金、铝合金等航空零部件的耐磨性能和疲劳强度得到提高。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种高频脉冲电流辅助的表面喷丸强化加工装置，由表面喷丸强化装置和脉冲电源装置组成；所述表面喷丸强化装置包括一喷丸室和安装在所述喷丸室上且向喷丸室内喷入喷丸的喷丸机构以及一设置在所述喷丸室内用以固定工件的工件夹持机构；所述脉冲电源装置在喷丸时连接在工件上给所述工件施加脉冲电流。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述脉冲电源装置包括串联的脉冲电源和示波器，所述脉冲电源的一输出端与所述工件连接，所述脉冲电源的另一输出端与所述示波器的输入端连接，所述示波器的输出端与所述工件连接。所述示波器用以监控工件中的电流和电压。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述工件夹持机构为一台钳。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述喷丸机构包括一动力机构和由所述动力机构驱动的分丸轮、叶轮，所述叶轮位于所述分丸轮的外围；所述喷丸机构还包括一位于所述叶轮与所述分丸轮之间的定向套，在所述定向套上设置有进丸管和分丸口，喷丸时，所述动力机构带动所述分丸轮和叶轮转动，所述分丸轮使由所述进丸管进入的喷丸获得一定的旋转运动，由离心力将喷丸分散到定向套中并有所述分丸口喷出抛掷到叶轮的叶片上，最终由所述叶轮的叶片抛射至所述喷丸室内的工件表面上。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述的动力机构由电动机带动。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述的叶片、分丸轮、定向套所采用的材料为耐磨的镍基合金材料。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述喷丸的材料为氧化铝。

与现有技术相比，本实用新型的明显优势是：

1、本实用新型的表面喷丸强化设备利用离心力的作用传递给喷丸一定的动能，结构简单，成本较低。