一种多维力热振时效应力调控装置的制作方法

1.本发明涉及机械类设计生产和应用的技术领域，具体是涉及一种多维力热振时效应力调控装置。


背景技术：

2.加工变形主要由毛坯初始残余应力、装卡力、切削力和切削热和加工引入残余应力这四个因素造成，其中，毛坯初始残余应力对加工变形的影响最大。在零件加工前，主要通过热时效、振动时效以及热振复合时效来均化残余应力场、降低残余应力场峰值，从而控制加工变形；热振复合时效是指将热时效和振动时效工艺叠加，同时进行的一种时效工艺，从而达到热时效和振动时效协同作用的效果。然而当前的振动复合时效工艺，基本是对工件施加一维振动载荷，即仅仅对工件进行单一方向激振处理。然而，由于在材料成型、工件加工等过程中，在复杂多变的外载荷作用下形成的残余应力也是多方向的。如果能够根据工件内部残余应力的方向选择适当的激振方向，那么将可以获得最佳的热振复合时效效果，这即为本文所提到的多维力热振复合时效技术。不同于传统的热振复合时效技术，多维力热振复合时效能够更加全面地覆盖工件内部的残余应力方向，施加多维力进行激振是得到较好热振复合时效效果的有效方法。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种多维力热振时效应力调控装置。本技术能够更加全面地覆盖工件内部残余应力方向，得到较好的应力调控效果。
4.为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：
5.一种多维力热振时效应力调控装置，包括机架、缓冲放置台、同步推送装置、缓冲下压装置、振动装置和加热装置；缓冲放置台设置在机架的下方；同步推送装置固定安装在缓冲放置台上；缓冲下压装置固定安装在机架上，缓冲下压装置的工作端竖直向下设置；振动装置设有数个，并且均分布在缓冲放置台、同步推送装置和缓冲下压装置上；加热装置设有数个，并且均匀分布在缓冲放置台的放置区域。
6.优选的，缓冲放置台包括第一安装底座、第一导柱、放置盒和第一弹簧；第一安装底座设置在机架下方；第一导柱设有数个，并且以第一安装底座轴心均匀分布，第一导柱与第一安装底座滑动连接；放置盒设置在第一安装底座的上方，放置盒的内部设有若干安装通孔；第一弹簧设有数个，并且均匀分布在第一导柱上，第一弹簧一端与第一安装底座抵触，第一弹簧远离第一安装底座的一端与放置盒底部抵触。
7.优选的，放置盒包括安装盒和限位支撑块；安装盒的内壁设有若干安装通孔，安装盒为隔热材质；限位支撑块设有数个固定安装在安装盒内部。
8.优选的，同步推送装置包括环形架、驱动板、旋转驱动装置、限位滑轨、限位滑块和弹性推杆；环形架固定安装在放置盒的底部；驱动板转动安装在环形架上；旋转驱动装置固定安装在环形架上，旋转驱动装置的输出端与驱动板传动连接；限位滑轨设有数，并且以放
置盒为轴心均匀分布，限位滑轨与放置盒侧部固定连接，限位滑轨的侧部设有限位孔；限位滑块设有数个，并且均匀分布在限位滑轨中，限位滑块滑动安装在限位滑轨中；弹性推杆设有数个，并且以放置盒为轴心均匀分布，弹性推杆一端穿过限位通孔与限位滑块固定连接，弹性推杆远离限位滑块的一端与驱动板传动连接。
9.优选的，驱动板为环形板状，驱动板上设有数个斜槽，数个斜槽以驱动板轴心均匀分布。
10.优选的，旋转驱动装置包括支架、旋转驱动器、主动轮和从动齿圈；支架固定安装在环形架上；旋转驱动器与支架固定连接，主动轮固定安装在旋转驱动器的输出端；从动齿圈固定套设在驱动板上，放置盒为轴心均匀分布与主动轮相啮合。
11.优选的，弹性推杆包括安装块、限位滑杆、限位推杆、抵压套筒、抵压块和第二弹簧；限位滑杆一端与安装块固定连接，限位滑杆远离安装块的一端与驱动板的斜槽滑动连接；限位推杆一端与安装块固定连接，限位推杆穿过限位滑轨侧部的限位孔向内部延伸，限位推杆的侧部设有与滑轨侧部的限位孔相匹配的限位槽；抵压套筒固定安装在限位滑块上；抵压块滑动安装在抵压套筒中，抵压块一侧与限位推杆固定连接；第二弹簧设置在抵压套筒中，第二弹簧一端与抵压套筒抵触，第二弹簧远离抵压套筒的一端与抵压块抵触。
12.优选的，缓冲下压装置包括直线驱动器、第二安装底座、第二导柱、安装板和第三弹簧；直线驱动器固定安装在机架上，直线驱动器的输出端竖直向下设置；第二安装底座固定安装在直线驱动器的工作端；第二导柱设有数个，并且以第二安装底轴心均匀分布，第二导柱一端与第二安装底座滑动连接；安装板固定安装在第二导柱远离第二安装底座的一端；第三弹簧设有数个，并且均匀分布在第二导柱上，第三弹簧一端与安装板抵触，第三弹簧远离安装板的一端与第二安装底座抵触。
13.优选的，振动装置包括固定架、激振导杆、激振器和振动控制器；固定架设有数个，并且均分布在缓冲放置台、同步推送装置和缓冲下压装置上，激振器设有数个，并且均匀分布安装在固定架上；振动控制器与激振器控制连通；激振导杆设有数个，并且均匀分布在激振器上。
14.优选的，加热装置包括加热管和温度控制器；加热管设有数个，并且均匀分布在放置盒内部；温度控制器与加热管控制连通。
15.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
16.1、本技术通过工作人员将毛坯放入缓冲放置台上，缓冲放置台将毛坯居中限位住，同步推送装置带动数个振动装置的工作端同步从缓冲放置台四周插入，振动装置的工作端与毛坯四周侧面抵触，缓冲下压装置带动数个振动装置的工作端与毛坯上端抵触，毛坯上端抵触时将缓冲放置台向下挤压，使毛坯的底部与振动装置的工作端抵触，振动装置对毛坯发出激振，加热装置对毛坯件进行加热，均化毛坯残余应力场、降低残余应力场峰值，能够更加全面地覆盖工件内部残余应力方向，得到较好的应力调控效果。
17.2、过本技术想要解决的技术问题是放置毛坯便于振动装置能与毛坯件底部接触。为此，本技术通过放置盒用于放置毛坯，同步推送装置带动数个振动装置的工作端同步从放置盒四周插入，振动装置的工作端与毛坯四周侧面抵触，缓冲下压装置带动数个振动装置的工作端与毛坯上端抵触，毛坯上端抵触时受到压力，放置盒则会沿第一导柱收缩下降第一弹簧受到挤压，第一安装底座用于安装振动装置，放置盒下降时振动装置的工作端穿
过放置底部与毛坯件底部抵触。有效的时毛坯件的底部与振动装置抵触。
18.3、本技术通过工作人员将毛坯放入缓冲放置台上，缓冲放置台将毛坯居中限位住，旋转驱动装置带动驱动板转动，驱动板电动数个弹性推杆上移动，弹性推杆移动时延限位滑轨侧部的限位孔伸缩延伸，弹性推杆推动限位滑块在限位滑轨内移动，限位滑块移动时带动带动振动装置穿过从放置盒四周插入，振动装置的工作端与毛坯四周侧面抵触，通过同步驱动数个震动装置与毛坯将抵触，可有效的保证振动装置抵触的稳定性和协调性。
19.4、本技术通过旋转驱动器优选为伺服电机，伺服电机带动主动轮转动主动轮带动从动齿圈转动，从动齿圈转动时带动驱动板转动，通过伺服电机可有效控制驱动板转动角度和转动方向。
20.5、本技术通过旋转驱动装置带动驱动板转动，会改变驱动板的斜槽位置，驱动板的斜槽改变位置时带动限位滑杆滑动移动，限位滑杆移动是带动安装块移动，安装块带动限位推杆向限位滑轨侧部的限位孔内部延伸，限位推杆延伸时推动抵压块移动，抵压块通过第二弹簧推动抵压套筒移动，抵压套筒推动推动限位滑块移动，限位滑块带动振动装置与毛坯抵触时限位滑块则停止移动，第二弹簧会受到挤压，通过弹簧的挤压力始终推动限位滑块。有效的使振动装置与毛坯保持贴合。
21.6、本技术通过直线驱动器优先为电动推杆。电动推杆带动第二安装对底座竖直向下移动，第二安装底座向下移动时通过第二导柱和第三弹簧配合带动安装板向下移动，安装板与缓冲放置台上端抵触，缓冲放置台受到挤压则会向下收缩时，缓冲放置台上的震动装置与毛坯底部抵触，同时推送毛坯顶部与安装板上的震动装置抵触。有效的带动震动装置与毛坯顶部抵触。
附图说明
22.图1是本技术的立体图；
23.图2是本技术的主视图；
24.图3是本技术缓冲放置台的主视图；
25.图4是本技术放置盒的立体图；
26.图5是本技术同步推送装置和缓冲放置台的主视图；
27.图6是本技术同步推送装置和缓冲放置台的立体图；
28.图7是图6中a处的局部分大图；
29.图8是本技术驱动板的主视图；
30.图9是本技术弹性推杆的主视图；
31.图10是图9中b-b截面处的剖视图；
32.图11是本技术缓冲下压装置的主视图；
33.图12是本技术振动装置的立体图。
34.图中标号为：
35.a1-毛坯；
36.1-机架；
37.2-缓冲放置台；2a-第一安装底座；2b-第一导柱；2c-放置盒；2c1-安装盒；2c2-限位支撑块；2d-第一弹簧；
38.3-同步推送装置；3a-环形架；3b-驱动板；3b1-斜槽；3c-旋转驱动装置；3c1-支架；3c2
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旋转驱动器；3c3-主动轮；3c4-从动齿圈；3d-限位滑轨；3e-限位滑块；3f-弹性推杆；3f1-安装块；3f2-限位滑杆；3f3-限位推杆；3f4-抵压套筒；3f5-抵压块；3f6-第二弹簧；
39.4-缓冲下压装置；4a-直线驱动器；4b-第二安装底座；4c-第二导柱；4d-安装板；4e-第三弹簧；
40.5-振动装置；5a-固定架；5b-激振器；5c-激振导杆；
41.6-加热装置。
具体实施方式
42.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
43.如图1和2所示，本技术提供：
44.一种多维力热振时效应力调控装置，包括机架1、缓冲放置台2、同步推送装置3、缓冲下压装置4、振动装置5和加热装置6；缓冲放置台2设置在机架1的下方；同步推送装置3 固定安装在缓冲放置台2上；缓冲下压装置4固定安装在机架1上，缓冲下压装置4的工作端竖直向下设置；振动装置5设有数个，并且均分布在缓冲放置台2、同步推送装置3和缓冲下压装置4上；加热装置6设有数个，并且均匀分布在缓冲放置台2的放置区域。
45.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是均化毛坯残余应力场、降低残余应力场峰值。为此，本技术通过工作人员将毛坯放入缓冲放置台2上，缓冲放置台2将毛坯居中限位住，同步推送装置3带动数个振动装置5的工作端同步从缓冲放置台2四周插入，振动装置5的工作端与毛坯四周侧面抵触，缓冲下压装置4带动数个振动装置5的工作端与毛坯上端抵触，毛坯上端抵触时将缓冲放置台2向下挤压，使毛坯的底部与振动装置5的工作端抵触，振动装置5对毛坯发出激振，加热装置6对毛坯件进行加热，均化毛坯残余应力场、降低残余应力场峰值。
46.进一步的，如图3所示：
47.缓冲放置台2包括第一安装底座2a、第一导柱2b、放置盒2c和第一弹簧2d；第一安装底座2a设置在机架1下方；第一导柱2b设有数个，并且以第一安装底座2a轴心均匀分布，第一导柱2b与第一安装底座2a滑动连接；放置盒2c设置在第一安装底座2a的上方，放置盒2c的内部设有若干安装通孔；第一弹簧2d设有数个，并且均匀分布在第一导柱2b上，第一弹簧2d一端与第一安装底座2a抵触，第一弹簧2d远离第一安装底座2a的一端与放置盒 2c底部抵触。
48.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是放置毛坯便于振动装置5能与毛坯件底部接触。为此，本技术通过放置盒2c用于放置毛坯，同步推送装置3带动数个振动装置5的工作端同步从放置盒2c四周插入，振动装置5的工作端与毛坯四周侧面抵触，缓冲下压装置 4带动数个振动装置5的工作端与毛坯上端抵触，毛坯上端抵触时受到压力，放置盒2c则会沿第一导柱2b收缩下降第一弹簧2d受到挤压，第一安装底座2a用于安装振动装置5，放置盒2c下降时振动装置5的工作端穿过放置底部与毛坯件底部抵触。
49.进一步的，如图4所示：
50.放置盒2c包括安装盒2c1和限位支撑块2c2；安装盒2c1的内壁设有若干安装通孔，
安装盒2c1为隔热材质；限位支撑块2c2设有数个固定安装在安装盒2c1内部。
51.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是限位放置毛坯。为此，本技术通过安装盒2c1为隔热材质避免加热装置6在加热时将热能泄露，限位支撑块2c2用于限位支撑毛坯位置。
52.进一步的，如图5和6所示：
53.同步推送装置3包括环形架3a、驱动板3b、旋转驱动装置3c、限位滑轨3d、限位滑块 3e和弹性推杆3f；环形架3a固定安装在放置盒2c的底部；驱动板3b转动安装在环形架3a 上；旋转驱动装置3c固定安装在环形架3a上，旋转驱动装置3c的输出端与驱动板3b传动连接；限位滑轨3d设有数，并且以放置盒2c为轴心均匀分布，限位滑轨3d与放置盒2c侧部固定连接，限位滑轨3d的侧部设有限位孔；限位滑块3e设有数个，并且均匀分布在限位滑轨3d中，限位滑块3e滑动安装在限位滑轨3d中；弹性推杆3f设有数个，并且以放置盒 2c为轴心均匀分布，弹性推杆3f一端穿过限位通孔与限位滑块3e固定连接，弹性推杆3f远离限位滑块3e的一端与驱动板3b传动连接。
54.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是同步带动数个振动装置5同步收缩与毛坯四周抵触。为此，本技术通过工作人员将毛坯放入缓冲放置台2上，缓冲放置台2将毛坯居中限位住，旋转驱动装置3c带动驱动板3b转动，驱动板3b电动数个弹性推杆3f上移动，弹性推杆3f移动时延限位滑轨3d侧部的限位孔伸缩延伸，弹性推杆3f推动限位滑块3e在限位滑轨3d内移动，限位滑块3e移动时带动带动振动装置5穿过从放置盒2c四周插入，振动装置5的工作端与毛坯四周侧面抵触。
55.进一步的，如图8所示：
56.驱动板3b为环形板状，驱动板3b上设有数个斜槽3b1，数个斜槽3b1以驱动板3b轴心均匀分布。
57.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是同步驱动弹性推杆3f移动。为此，本技术通过驱动板3b上设有数个斜槽3b1，通过斜槽3b1与弹性推杆3f一端抵触，驱动板3b转动时会改变斜槽3b1位置，弹性推杆3f则会延斜槽3b1引导移动，通过驱动板3b上的斜槽 3b1可有效的同步驱动弹性推杆3f移动。
58.进一步的，如图7所示：
59.旋转驱动装置3c包括支架3c1、旋转驱动器3c2、主动轮3c3和从动齿圈3c4；支架3c1 固定安装在环形架3a上；旋转驱动器3c2与支架3c1固定连接，主动轮3c3固定安装在旋转驱动器3c2的输出端；从动齿圈3c4固定套设在驱动板3b上，放置盒2c为轴心均匀分布与主动轮3c3相啮合。
60.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是带动驱动板3b转动。为此，本技术通过旋转驱动器3c2优选为伺服电机，伺服电机带动主动轮3c3转动主动轮3c3带动从动齿圈3c4 转动，从动齿圈3c4转动时带动驱动板3b转动。
61.进一步的，如图9和10所示：
62.弹性推杆3f包括安装块3f1、限位滑杆3f2、限位推杆3f3、抵压套筒3f4、抵压块3f5和第二弹簧3f6；限位滑杆3f2一端与安装块3f1固定连接，限位滑杆3f2远离安装块3f1的一端与驱动板3b的斜槽3b1滑动连接；限位推杆3f3一端与安装块3f1固定连接，限位推杆3f3 穿过限位滑轨3d侧部的限位孔向内部延伸，限位推杆3f3的侧部设有与滑轨侧部的限位孔
相匹配的限位槽；抵压套筒3f4固定安装在限位滑块3e上；抵压块3f5滑动安装在抵压套筒3f4 中，抵压块3f5一侧与限位推杆3f3固定连接；第二弹簧3f6设置在抵压套筒3f4中，第二弹簧3f6一端与抵压套筒3f4抵触，第二弹簧3f6远离抵压套筒3f4的一端与抵压块3f5抵触。
63.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是弹性推动限位滑块3e移动，提高振动装置5与毛坯抵压的贴合度。为此，本技术通过旋转驱动装置3c带动驱动板3b转动，会改变驱动板3b的斜槽3b1位置，驱动板3b的斜槽3b1改变位置时带动限位滑杆3f2滑动移动，限位滑杆3f2移动是带动安装块3f1移动，安装块3f1带动限位推杆3f3向限位滑轨3d侧部的限位孔内部延伸，限位推杆3f3延伸时推动抵压块3f5移动，抵压块3f5通过第二弹簧3f6 推动抵压套筒3f4移动，抵压套筒3f4推动推动限位滑块3e移动，限位滑块3e带动振动装置 5与毛坯抵触时限位滑块3e则停止移动，第二弹簧3f6会受到挤压，通过弹簧的挤压力始终推动限位滑块3e。
64.进一步的，如图11所示：
65.缓冲下压装置4包括直线驱动器4a、第二安装底座4b、第二导柱4c、安装板4d和第三弹簧4e；直线驱动器4a固定安装在机架1上，直线驱动器4a的输出端竖直向下设置；第二安装底座4b固定安装在直线驱动器4a的工作端；第二导柱4c设有数个，并且以第二安装底轴心均匀分布，第二导柱4c一端与第二安装底座4b滑动连接；安装板4d固定安装在第二导柱4c远离第二安装底座4b的一端；第三弹簧4e设有数个，并且均匀分布在第二导柱4c上，第三弹簧4e一端与安装板4d抵触，第三弹簧4e远离安装板4d的一端与第二安装底座4b抵触。
66.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是推动振动器与毛坯将顶部贴合。为此，本技术通过直线驱动器4a优先为电动推杆。电动推杆带动第二安装对底座竖直向下移动，第二安装底座4b向下移动时通过第二导柱4c和第三弹簧4e配合带动安装板4d向下移动，安装板4d与缓冲放置台2上端抵触，缓冲放置台2受到挤压则会向下收缩时，缓冲放置台2上的震动装置与毛坯底部抵触，同时推送毛坯顶部与安装板4d上的震动装置抵触。
67.进一步的，如图12所示：
68.振动装置5包括固定架5a、激振导杆5c、激振器5b和振动控制器；固定架5a设有数个，并且均分布在缓冲放置台2、同步推送装置3和缓冲下压装置4上，激振器5b设有数个，并且均匀分布安装在固定架5a上；振动控制器与激振器5b控制连通；激振导杆5c设有数个，并且均匀分布在激振器5b上。
69.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是控制毛坯振动。为此，本技术通过固定架5a固定激振器5b，激振器5b通过激振导杆5c将震动力传导至毛坯上，振动控制器用于控制振动时效和振动力。
70.进一步的：
71.加热装置6包括加热管和温度控制器；加热管设有数个，并且均匀分布在放置盒2c内部；温度控制器与加热管控制连通。
72.基于上述实施例，本技术想要解决的技术问题是控制毛坯温度。为此，本技术通过加热管毛坯进行加热处理，温度控制器用控制加热管加热时效和温度。
73.本技术通过工作人员将毛坯放入缓冲放置台2上，缓冲放置台2将毛坯居中限位住，同步推送装置3带动数个振动装置5的工作端同步从缓冲放置台2四周插入，振动装置5的工作端与毛坯四周侧面抵触，缓冲下压装置4带动数个振动装置5的工作端与毛坯上端抵
触，毛坯上端抵触时将缓冲放置台2向下挤压，使毛坯的底部与振动装置5的工作端抵触，振动装置5对毛坯发出激振，加热装置6对毛坯件进行加热，均化毛坯残余应力场、降低残余应力场峰值，本技术能够更加全面地覆盖工件内部残余应力方向，得到较好的应力调控效果。
74.以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。