[发明专利]一种基于超声波辅助的强化研磨加工设备及方法

权利要求书

1.一种基于超声波辅助的强化研磨加工设备，其特征在于，包括用于向工件的加工表面喷射高速的研磨料的高压喷射装置、用于对工件进行装夹的旋转装夹装置以及超声辅助装置，其中，所述高压喷射装置包括高速喷头和研磨输送机构，所述高速喷头正对着装夹后的工件的外圆面；

所述旋转装夹装置包括至少两个承托在工件的下方的承夹滚轮、至少一个用于在工件的上方往下进行压紧的压夹滚轮、用于驱动承夹滚轮或压夹滚轮进行转动的旋转驱动机构以及用于驱动承夹滚轮或/和压夹滚轮上移或/和下移的升降驱动机构，位于下方的承夹滚轮和位于上方的压夹滚轮作用在工件的外圆面上，对其进行装夹，所述旋转驱动机构驱动工件进行转动；

所述超声辅助装置包括超声换能器和电能提供装置，所述超声换能器的声波发射端正对并靠近装夹后的工件，该超声换能器在电能提供装置处获取电能，并将电能转为超声波，超声波撞击工件使其发生高频振动。

2.根据权利要求1所述的基于超声波辅助的强化研磨加工设备，其特征在于，所述旋转驱动机构包括旋转驱动电机和旋转传动组件，所述旋转驱动电机固定在机架上，所述旋转传动组件由旋转同步齿轮结构组成，该旋转同步齿轮结构包括旋转主动轮和旋转从动轮；所述旋转主动轮同轴设置在旋转驱动电机的输出轴上，所述旋转从动轮与承夹滚轮同轴固定连接。

3.根据权利要求1所述的基于超声波辅助的强化研磨加工设备，其特征在于，所述升降驱动机构包括升降驱动电机和升降传动组件，所述升降驱动电机固定在机架上；所述升降传动组件包括升降同步齿轮结构和丝杆传动结构，所述升降同步齿轮结构包括升降主动轮和升降从动轮；所述升降主动轮同轴设置在升降驱动电机的输出轴上，所述升降从动轮同轴设置在丝杆传动结构的丝杆的一端，所述压夹滚轮转动连接在升降筒件的底部，所述升降筒件固定连接在丝杆传动结构的丝杆螺母上。

4.根据权利要求3所述的基于超声波辅助的强化研磨加工设备，其特征在于，所述升降筒件包括固定筒件和缓冲筒件，所述压夹滚轮转动连接在缓冲筒件上；所述固定筒件下端设有安装孔，所述缓冲筒件可在安装孔作限位移动；所述安装孔中设有缓冲弹簧，该缓冲弹簧上下端分别抵紧在固定筒件和缓冲筒件上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于超声波辅助的强化研磨加工设备，其特征在于，所述承夹滚轮和压夹滚轮的圆周面设有内凹的圆弧结构，所述工件的圆周面放置在内凹的圆弧结构中。

6.根据权利要求5所述的基于超声波辅助的强化研磨加工设备，其特征在于，所述承夹滚轮和压夹滚轮由橡胶材料制成。

7.根据权利要求1所述的基于超声波辅助的强化研磨加工设备，其特征在于，所述研磨输送机构包括用于装载研磨料的放料斗和用于将放料斗中的研磨料抽吸至高速喷头的高压抽吸机构，所述高压抽吸机构包括气力输送泵和输送管道，所述气力输送泵设置在输送管道上，所述输送管道的两端分别与放料斗和高速喷头连通。

8.根据权利要求7所述的基于超声波辅助的强化研磨加工设备，其特征在于，还包括循环供料机构，该循环供料机构包括所述放料斗，所述放料斗设置在装夹好的工件的下方，研磨料直接投放在放料斗中，直接开展强化研磨加工。

9.一种采用超声波辅助的强化研磨加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

将工件放置在两个承夹滚轮上，升降驱动机构驱动承夹滚轮或/和压夹滚轮上移或/和下移的一定距离，将工件限位在承夹滚轮和压夹滚轮之间；超声换能器在电能提供装置处获取电能，并将电能转为超声波，超声波撞击工件使其发生高频振动；旋转驱动机构驱动承夹滚轮或压夹滚轮进行转动，带动工件进行转动；研磨输送机构将研磨料输送至高速喷头，高速的研磨料从高速喷头喷出撞向工件的表面，在工件的表面形成强化研磨层。