CN101908787A - 一种多自由度振动时效装置 - Google Patents

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Abstract

一种多自由度振动时效装置，包括振动平台、并联曲柄连杆滑块机构以及控制电机，所述并联曲柄连杆滑块机构由三个曲柄、三个连杆、三个滑块以及三个传动连杆组成，三个滑块约束在竖直光滑导槽中，竖直光滑导槽固定在装置的机架上，曲柄由三台控制电机驱动，三台控制电机固定在装置的机架上，三台控制电机通过编程实现曲柄的运动，由连杆滑块及传动连杆实现振动平台的多自由度振动，完成被处理工件的多自由度振动，激发被处理工件的三维各阶振型，解决现行单自由度振动时效处理效果差，很多残余应力难以消除等问题。

Description

一种多自由度振动时效装置
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域的一种振动时效设备，特别是一种多自由度振动时效装置。
背景技术
振动时效处理是工程材料加工常用的一种消除其内部残余内应力的方法，是通过振动，使工件内部残余的内应力和附加的振动应力的矢量和达到超过材料屈服强度的时候，使材料发生微量的塑性变形，从而使材料内部的内应力得以松弛和减轻。
现有振动时效装置是采用激振器，使激振器和工件产生某种共振，达到振动时效的目的。这种振动时效装置为单自由度的，只能在某一方向上激振，不能在三维方向上激发工件的各阶振型的共振，振动效果十分有限，尤其对于大型的或者结构复杂的构件，很难消除其残余应力，不能有效地达到振动时效的目的，这是振动时效工艺未能得到广泛应用的重要原因。
发明内容
本发明的目的是提供一种多自由度振动时效装置，它能克服现有振动时效装置单一方向激振不足，激发工件三维各阶振型，能有效地消除工件的残余应力，显著提高振动时效的效果。
本发明通过以下技术方案达到上述目的：
一种多自由度振动时效装置，包括振动平台，并联曲柄连杆滑块机构以及控制电机，所述振动平台为圆形或矩形平板，所述并联曲柄连杆滑块机构由传动连杆、滑块、连杆、曲柄通过光滑圆柱铰链连接而成，所述传动连杆一端由第一光滑圆柱铰链铰接在振动平台上，另一端由第二光滑圆柱铰链铰接在滑块上，滑块可在竖直滑槽中上下滑动，竖直滑槽固定在机架上，所述连杆一端由第二光滑圆柱铰链铰接在滑块上，另一端由第三光滑圆柱铰链铰接在曲柄上，曲柄连接在控制电机上，控制电机固定在机架上。
所述振动平台由三组曲柄连杆滑块机构及电机驱动，三组曲柄连杆滑块机构及电机在空间中并联组成并联机构。
所述振动平台由并联曲柄连杆滑块机构传动。
所述曲柄由控制电机控制，通过编程控制曲柄的运动，再通过连杆，滑块和连杆控制振动平台的振动，三组曲柄连杆滑块机构由三个电机分别控制，可控制振动平台任意方向的振动，实现振动平台的多自由度多振型的振动，有效地实现振动平台上工件的振动时效。
本发明的突出优点在于：
由于多自由度并联机构能够产生各种振型的多自由度振动，使被处理工件产生各种振型的多自由度共振，有效地消除残余应力，可应用于各种工件的振动时效处理，包括高刚性、高固有频率工件，如轧辊、机床横梁等工件的振动时效处理。
附图说明
图1为本发明所述多自由度振动时效装置的结构示意图。
图2为本发明所述多自由度振动时效装置的立体状态示意图。
图3为本发明所述多自由度振动时效装置的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域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，均属于本发明保护的范围。
对照图1，所述多自由度振动时效装置为并联机构，包括振动平台，并联曲柄连杆滑块机构以及控制电机。所述振动平台1为圆形或矩形平板，所述并联曲柄连杆滑块机构由传动连杆3、滑块5、连杆6、曲柄7通过第一光滑圆柱铰链2、第二光滑圆柱铰链9和第三光滑圆柱铰链10连接而成，所述传动连杆3一端由第一光滑圆柱铰链2铰接在振动平台1上，另一端由第二光滑圆柱铰链9铰接在滑块5上，滑块5可在竖直滑槽4中上下滑动，竖直滑槽4固定在机架上，所述连杆6一端由第二光滑圆柱铰链9铰接在滑块5上，另一端由第三光滑圆柱铰链10铰接在曲柄7上，曲柄7连接在控制电机8上，控制电机8固定在机架上。振动平台1由三组曲柄连杆滑块机构及电机驱动，三组曲柄连杆滑块机构及电机在空间并联组成并联机构。
所述曲柄7由控制电机8控制，通过编程控制曲柄的运动，再通过连杆6，滑块5和连杆3控制振动平台1的振动，三组曲柄连杆滑块机构由三个电机分别控制振动平台1任意方向的振动，实现振动平台1各振型的多自由度振动，达到振动平台上工件的振动时效。

Claims (4)

1.一种多自由度振动时效装置，包括振动平台，并联曲柄连杆滑块机构以及控制电机，其特征在于，所述振动平台为圆形或矩形平板，所述并联曲柄连杆滑块机构由传动连杆、滑块、连杆、曲柄通过光滑圆柱铰链连接而成，所述传动连杆一端由第一光滑圆柱铰链铰接在振动平台上，另一端由第二光滑圆柱铰链铰接在滑块上，滑块可在竖直滑槽中上下滑动，竖直滑槽固定在机架上，所述连杆一端由第二光滑圆柱铰链铰接在滑块上，另一端由第三光滑圆柱铰链铰接在曲柄上，曲柄连接在控制电机上，控制电机固定在机架上。
2.根据权利要求1所述的多自由度振动时效装置，其特征在于，所述振动平台由三组曲柄连杆滑块机构及电机驱动，三组曲柄连杆滑块机构及电机在空间中并联组成并联机构。
3.根据权利要求1所述的多自由度振动时效装置，其特征在于，所述振动平台由并联曲柄连杆滑块机构传动。
4.根据权利要求1所述的多自由度振动时效装置，其特征在于，所述曲柄由控制电机控制。
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