[发明专利]基于液柱耦合方式的聚焦超声表面强化系统

权利要求书

1.基于液柱耦合方式的聚焦超声表面强化系统，其特征在于，包括聚焦超声表面强化模块，该聚焦超声表面强化模块包括基座、与所述基座连接的内部形成通腔的壳体，所述的壳体由一个圆筒部及一个纵截面为梯形的圆锥筒部连接构成，所述圆筒部对应的腔体中安装凹球面压电换能器，所述圆锥筒部的锥顶端形成耦合介质出口，所述基座上形成耦合介质入口，所述通腔与所述基座上的耦合介质入口通过基座内的介质通道连通，所述凹球面压电换能器的外壁与所述通腔的圆筒部的内壁之间的保持预定距离相隔开。

2.根据权利要求1所述基于液柱耦合方式的聚焦超声表面强化系统，其特征在于，所述超声耦合介质是水或者是水基溶剂。

3.根据权利要求1所述基于液柱耦合方式的聚焦超声表面强化系统，其特征在于，所述的凹球面压电换能器包括声透镜、压电换能器阵列或者是声透镜阵列。

4.根据权利要求1所述基于液柱耦合方式的聚焦超声表面强化系统，其特征在于，所述凹球面压电换能器产生的超声波的频率范围为200KHz到20MHz之间。

5.根据权利要求1所述基于液柱耦合方式的聚焦超声表面强化系统，其特征在于，所述凹球面压电换能器的轴线与待加工的工件表面保持倾斜预设角度。

6.根据权利要求5所述基于液柱耦合方式的聚焦超声表面强化系统，其特征在于，所述预设角度的范围是25～65°。

7.根据权利要求1所述基于液柱耦合方式的聚焦超声表面强化系统，其特征在于，配置一个液体循环装置，其输出端通过输送管与耦合介质入口连接，液体循环装置放在一个收集液态超声耦合介质的容器中，以实现将表面强化过程中排出的液态超声耦合介质收集再循环利用。

8.根据权利要求1所述基于液柱耦合方式的聚焦超声表面强化系统，其特征在于，配置有执行装置，该执行装置用于按预设的导入的加工方案移动聚焦超声表面强化模块，以控制聚焦超声表面强化模块的超声波会聚的焦点位置，控制工件上的各点超声聚焦驻留时间，实现对工件表面强化处理。

9.根据权利要求8所述基于液柱耦合方式的聚焦超声表面强化系统，其特征在于，所述执行装置是数控机床或是工业机器人机械臂。

10.根据权利要求8所述基于液柱耦合方式的聚焦超声表面强化系统，其特征在于，所述加工方案包括预先根据工件表面的原始硬度数据计算出在工件的各点超声聚焦驻留时间及规划出的最优加工路径。