一种疲劳试棒超声喷丸装置的制作方法

1.本发明属于超声喷丸强化技术领域，具体涉及一种疲劳试棒超声喷丸装置。


背景技术：

2.通过疲劳试棒进行疲劳寿命检测和分析是验证喷丸强化效果的重要手段，要求其喷丸工艺与工件一致。超声喷丸强化是国内新型表面强化技术，与常规喷丸采用喷嘴单向喷射零件表面不同，超声喷丸是在一密闭腔室中通过振动丸粒对工件表面进行无序散射喷丸。对疲劳试棒进行超声强化的专用装置目前未见有相关报道，未检索到相关技术。现有技术一般直接将其置于超声喷丸腔室中进行喷丸。由于疲劳试棒是圆柱体，而工件表面通常为平面，因此两者之间的喷丸状态存在较大差异。同时超声强化各向异性也易造成疲劳试棒喷丸均匀一致性低。以上因素直接影响疲劳试验分析的数据准确性。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种疲劳试棒超声喷丸装置，解决了现有技术中超声强化各向异性易造成疲劳试棒喷丸均匀一致性低，影响疲劳试验分析的数据准确性的问题。
4.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种疲劳试棒超声喷丸装置，包括强化单元和超声喷丸发生器，强化单元置于超声喷丸发生器上，强化单元包括主腔体，主腔体两端均设有通孔，疲劳试棒穿设于通孔，疲劳试棒一端与顶杆组件连接，疲劳试棒另一端与齿轮轴组件连接，主腔体顶部通过固定环与减速电机固定连接，减速电机与调速器连接，主腔体两侧均与盖板固定连接。
5.优选的，所述疲劳试棒为两端大中间收缩的棒状结构，中间收缩部分以及转接圆弧为喷丸表面。
6.优选的，所述主腔体呈凹字形，凹槽宽度与疲劳试棒喷丸表面的部分等宽，主腔体凹槽一侧的通孔用于安装齿轮轴组件的通孔带卡口，使齿轮轴组件安装后不会脱落。
7.优选的，所述主腔体材质为crwmn高硬度钢。
8.优选的，所述盖板上设有遮蔽块，遮蔽块设有2个，遮蔽块通过螺钉固定到盖板上，通过2个遮蔽块，即可实现对疲劳试棒两侧的遮蔽。
9.优选的，所述遮蔽块的宽度与主腔体凹槽宽度一致，其形状和疲劳试棒收缩部分一致，遮蔽块即可实现与疲劳试棒收缩部分的贴合。
10.优选的，所述遮蔽块的下表面与疲劳试棒的中心平齐，使疲劳试棒下半部分暴露进行喷丸处理。
11.优选的，所述顶杆组件由盖形螺帽、弹簧、金属小球和顶销组成，盖形螺帽内一端设有弹簧，盖形螺帽内另一端设有顶销，弹簧与顶销之间设有金属小球，顶销通过橡胶垫片与疲劳试棒的一端相连。
12.优选的，所述齿轮轴组件由轴销、从动齿轮和螺帽组成，轴销一端设有从动齿轮，
轴销另一端通过橡胶垫片与疲劳试棒的另一端相连，从动齿轮与减速电机上的主动齿轮啮合。
13.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过顶杆组件的设计，使得疲劳试棒能够在主腔体内旋转阻力较小；通过齿轮轴组件的设计，使疲劳试棒不断旋转以获得全表面的喷丸处理；通过调速器和减速电机的设计，能够实现疲劳试棒旋转速度的调节，进而实现单位时间内疲劳试棒喷丸次数的改变，使得喷丸具有高度均匀性；进一步的通过设计2个遮蔽块与疲劳试棒的贴合，遮蔽块遮蔽疲劳试棒一半表面，但不影响疲劳试棒旋转，通过遮蔽块使疲劳试棒一半表面隐藏巧妙的将疲劳试棒表面分为两半，由于疲劳试棒尺寸较小，一半的表面近似的认为接近平面，能够更加精确的代表零件实际喷丸状态，以获得更加准确的试验数据；获得所需的最佳工艺参数。
附图说明
14.图1是一种疲劳试棒超声喷丸装置各部件分解示意图；
15.图2是一种疲劳试棒超声喷丸装置剖面示意图；
16.图3是一种疲劳试棒超声喷丸装置各部件组装后的装置示意图；
17.图4是遮蔽块、齿轮轴组件及顶杆组件装配示意图；
18.图5是可调顶杆组件示意图；
19.其中：1、主腔体；2、盖板；3、顶杆组件；4、遮蔽块；5、减速电机；6、齿轮轴组件；7、固定环；8、螺钉；9、调速器；10、超声喷丸发生器；11、疲劳试棒；12、盖形螺帽；13、弹簧；14、金属小球；15、顶销；16、橡胶垫片；17、轴销；18、从动齿轮；19、螺帽；20、主动齿轮。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
21.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
22.实施例
23.一种疲劳试棒超声喷丸装置，强化单元如图1所示，采用一种疲劳试棒超声喷丸装置时，将强化单元放置于超声喷丸发生器10上，如图2和图3所示，采用一种疲劳试棒超声喷丸装置时，两侧盖板2用于固定遮蔽块4，并对主腔体进行封闭，最终形成一个开口式腔室，开口朝下放置于超声喷丸发生器10上，超声喷丸介质通过开口对疲劳试棒进行强化加工。
接通12v电源，通过调速器9调整合适的转速，随之减速电机5运转带动从动齿轮18，实现疲劳试棒11旋转速度的调节，如图4所示。启动喷丸，对疲劳试棒11进行强化处理，将顶销15通过橡胶垫片16压紧疲劳试棒11的一端；调节盖形螺帽12的松紧度，由于弹簧13可进行伸缩，使得顶销15与疲劳试棒11之间具有夹紧力，金属小球14与顶销15点接触，接触面积小、摩擦力低，使得疲劳试棒11在旋转的时候阻力较小，使疲劳试棒11固定并被齿轮轴组件6带动旋转，如图5所示。
24.超声喷丸时，主腔室1和盖板2组成一个开口式腔室，将开口朝下放置于超声喷丸发生器10上，超声喷丸介质通过开口对疲劳试棒11进行强化加工，主腔室1、盖板2和超声喷丸发生器10组成一个密闭腔室，由于超声发生器10的超声振动，激发喷丸介质在密闭腔室中反复弹射，部分介质冲击到疲劳试棒11暴露的表面，使表面产生一定的形变，即实现超声喷丸处理。
25.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。


技术特征：
1.一种疲劳试棒超声喷丸装置，其特征在于，包括强化单元和超声喷丸发生器(10)，强化单元置于超声喷丸发生器(10)上，强化单元包括主腔体(1)，主腔体(1)两端均设有通孔，疲劳试棒(11)穿设于通孔，疲劳试棒(11)一端与顶杆组件(3)连接，疲劳试棒(11)另一端与齿轮轴组件(6)连接，主腔体(1)顶部通过固定环(7)与减速电机(5)固定连接，减速电机(5)与调速器(9)连接，主腔体(1)两侧均与盖板(2)固定连接。2.根据权利要求1所述的一种疲劳试棒超声喷丸装置，其特征在于，所述疲劳试棒(11)为两端大中间收缩的棒状结构，中间收缩部分以及转接圆弧为喷丸表面。3.根据权利要求2所述的一种疲劳试棒超声喷丸装置，其特征在于，所述主腔体(1)呈凹字形，凹槽宽度与疲劳试棒(11)喷丸表面的部分等宽。4.根据权利要求1所述的一种疲劳试棒超声喷丸装置，其特征在于，所述主腔体(1)材质为crwmn高硬度钢。5.根据权利要求2所述的一种疲劳试棒超声喷丸装置，其特征在于，所述盖板(2)上设有遮蔽块(4)，遮蔽块(4)设有2个，遮蔽块(4)通过螺钉(8)固定到盖板(2)上。6.根据权利要求5所述的一种疲劳试棒超声喷丸装置，其特征在于，所述遮蔽块(4)的宽度与主腔体(1)凹槽宽度一致，其形状和疲劳试棒(11)收缩部分一致。7.根据权利要求5所述的一种疲劳试棒超声喷丸装置，其特征在于，所述遮蔽块(4)的下表面与疲劳试棒(11)的中心平齐。8.根据权利要求1所述的一种疲劳试棒超声喷丸装置，其特征在于，所述顶杆组件(3)由盖形螺帽(12)、弹簧(13)、金属小球(14)和顶销(15)组成，盖形螺帽(12)内一端设有弹簧(13)，盖形螺帽(12)内另一端设有顶销(15)，弹簧(13)与顶销(15)之间设有金属小球(14)，顶销(15)通过橡胶垫片(16)与疲劳试棒(11)的一端相连。9.根据权利要求1所述的一种疲劳试棒超声喷丸装置，其特征在于，所述齿轮轴组件(6)由轴销(17)、从动齿轮(18)和螺帽(19)组成，轴销(17)一端设有从动齿轮(18)，轴销(17)另一端通过橡胶垫片(16)与疲劳试棒(11)的另一端相连，从动齿轮(18)与减速电机(5)上的主动齿轮(20)啮合。

技术总结
本发明公开了一种疲劳试棒超声喷丸装置，包括强化单元和超声喷丸发生器，强化单元置于超声喷丸发生器上，强化单元包括主腔体，主腔体两端均设有通孔，疲劳试棒穿设于通孔，疲劳试棒一端与顶杆组件连接，疲劳试棒另一端与齿轮轴组件连接，主腔体顶部通过固定环与减速电机固定连接，减速电机与调速器连接，主腔体两侧均与盖板固定连接。一种疲劳试棒超声喷丸装置通过旋转结构的设计，使疲劳试棒不断旋转以获得全表面的喷丸处理。通过调速器和减速电机的设计，能够实现疲劳试棒旋转速度的调节，进而实现单位时间内疲劳试棒喷丸次数的改变，获得所需的最佳工艺参数。得所需的最佳工艺参数。得所需的最佳工艺参数。


技术研发人员：胡云辉 黄宝庆 王为 杨明芸 刘博 郭四新 刘保华 李晓博
受保护的技术使用者：中国航发动力股份有限公司
技术研发日：2022.11.16
技术公布日：2023/2/3