CN108480913A - 一种多用途超声滚压、冲击设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多用途超声滚压、冲击设备，该设备包括车身，螺纹杆，光杆，操纵杆，溜板，溜板箱，导条，尾座，卡盘，手柄，升降系统，超声冲击枪，盖板，夹具。本发明的优点在于：不仅可以对圆柱状构件进行超声滚压处理，还能对板状构件进行表面滚压和冲击，并且都可以自动完成冲击和滚压，操作工人不用再手持超声冲击枪，降低工人劳动强度，保证加工精度。

Description

一种多用途超声滚压、冲击设备

技术领域

本发明涉及超声冲击领域，是一种自动快速冲击处理圆柱和板状金属构件的辅助装置。

背景技术

金属材料及结构在服役过程中经常会发生失效破坏，主要是疲劳、磨损、腐蚀等失效，常会造成灾难。事故和重大经济损失。大多数情况下，金属的失效破坏起源于表面。因此对金属构件的表面进行强化，可以提高金属构件的表面性能、疲劳性能和耐磨性能。超声冲击技术就是一种快速高效的提高金属构件表明性能的技术，相比一些焊后处理技术它是一门新型的技术，它是利用超声波驱动冲击针对工件表面进行高速撞击，使工件表面产生塑性变形，改变了被冲击后的金属表面形貌，有利于降低应力集中；也是金属表面的硬度得到较大的提高，显著提高了焊接接头的疲劳强度，因此延长了构件的寿命；由于在冲击过程中构件表层金属发生塑性变形，使表层组织冷硬化和晶粒变细，并形成残余应力层，硬度和强度提高，从而改善了工件表面的耐磨性和耐蚀性。

目前对金属构件的超声冲击主要停留在实验阶段，真正应用到工业生产和生活中的很少。并且应用在工业中，对需要冲击的金属构件，通常是人工握持超声冲击手把对构件进行冲击，对于大型金属构件，就需要长时间的冲击，冲击周期很长，影响生产效率，并且在冲击过程中由于人为的因素还会对构件表面的质量产生影响，例如冲击压力、冲击时间、冲击角度不能保证。并且在工业生产中，工人不能对曲面构件进行冲击。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多用途超声滚压、冲击设备，该设备即能自动滚压圆柱形零件，又能滚压平板零件，并且能够自动高效的滚压，在保证滚压精度的同时，实现平板滚压和圆柱滚压快速切换。

本发明的技术方案为：一种多用途超声冲击设备，该设备包括车身，螺纹杆，光杆，操纵杆，溜板，溜板箱，导条，尾座，卡盘，手柄，升降系统，超声冲击枪，盖板，夹具。溜板箱安放在车身右侧，通过溜板箱下面的导槽和车身的导条相连，保证在溜板箱带动溜板进给时是直线，并与光杆或螺纹杆与车身的联动机构相配合；车身的联动机构是控制车床正常运转的齿轮和电力机构，主要的齿轮机构安装在车身左侧的齿轮箱内；尾座安装在导条上，与导条通过尾座内的导槽相连，保证尾座在进给时是直线进给，并且尾座内有锁止机构，掰动尾座进给手柄，尾座内的锁死机构扣住与尾座相连的导条，尾座锁死，可以保证夹具的稳定；卡盘安装在车身主轴上，车身主轴与车身内部联动机构相连，联动机构的齿轮运转带动主轴转动，从而带动卡在卡盘内的圆柱构件转动；升降系统，超声冲击枪和盖板都安装在溜板箱的溜板上，溜板是溜板箱上面的一块钢板，其作用就是安装在加工过程中所需要的一些辅助设备，溜板和溜板箱通过螺钉连接，溜板箱可以带动溜板运动。夹具安装在尾座上，与尾座通过夹具固定杆相连，夹具固定杆是通过原尾座的顶尖进给杆改装而成，此时的夹具固定杆与夹具的底板焊接在一起，通过旋转夹具固定杆进给手柄可以控制夹具的进给。升降系统包括伺服电机，油箱，齿轮箱，油管，升降台；升降台包括底座、升降柱，升降柱安装在升降台底座上，通过控制底座内油的多少控制升降柱的升降。升降台底座、油箱、齿轮箱和伺服电机用螺钉固定在溜板上，齿轮箱和油箱通过油管相连，齿轮箱齿轮与伺服电机轴相连，齿轮箱和升降台底座通过油管相连，通过伺服电机轴的运转，带动齿轮箱内部齿轮转动。伺服电机可以与外接电脑相连，通过外接电脑控制伺服电机顺时针或逆时针旋转，当伺服电机顺时针带动齿轮运转时可以将升降台底座内部的油抽到油箱中，此时升降柱下降，从而带动超声冲击设备下降；当伺服电机逆时针带动齿轮运转时可以将油箱中的油抽到升降台底座内部，此时升降柱上升，从而带动超声冲击设备上升，进而可以在垂直方向上完成冲击或滚压处理。车身设置有凸台，其位置在螺纹杆和光杆的两端，一个设置在车身前端与螺纹杆和光杆的一端相连，凸台设置有内孔，和安装在光杆和螺纹杆一端的轴承相配合，主要作用是对螺纹杆和光杆起承托作用，保证螺纹杆和光杆与车身内部联动机构相配合运转时的精准度，另一个凸台设置在车身尾部，凸台设置有内孔和安装在螺纹杆和光杆另一端的轴承相配合，保证光杆和螺纹杆转时的精准度。

盖板包括下托板和上盖板，上盖板和下托板是通过螺钉固定在一起，然后中间会形成一个空腔，超声冲击枪安放在上盖板和下托板固定形成的空腔内，其空腔的作用就是放置超声冲击枪，下托板与升降柱焊接在一起。

手柄主要包括主轴转速控制手柄，螺纹杆切换手柄，操纵杆手柄，溜板进给手柄，溜板箱进给手柄和自动进给手柄，尾座进给手柄，夹具固定杆进给手柄。所述主轴转速控制手柄安装在车身，控制主轴转速，从而控制与主轴相连的卡盘的转速，进而控制固定在卡盘上的圆柱构件的转速；所述螺纹杆切换手柄安装在凸台上部，通过溜板箱内的机械结构和螺纹杆和光杆相连，向外拉和螺纹杆端部的齿轮啮合，螺纹杆转动，向内推和光杆端部的齿轮啮合，此时光杆转动，根据不同加工工艺控制光杆或螺纹杆的选择，从而保证加工要求；所述光杆的作用是导向，保证溜板箱的进给是直线运动，螺纹杆的作用是做伺服运动，他们之间是互锁作用，光杆转，螺纹杆不转，螺纹杆和光杆两端的齿轮和车床主轴齿轮啮合；所述操纵杆手柄主要作用是控制主轴运转，安装在光杆下面，操纵杆手柄往下推，操纵杆手柄端部的齿轮和主轴齿轮箱齿轮啮合，主轴开始运转，操纵杆手柄往上抬至中间位置，操纵杆手柄端部的齿轮和主轴齿轮箱齿轮分离，主轴停止运转；所述溜板进给手柄，安装在溜板前端，内部是由螺纹杆和滑块组成，滑块和溜板相连，转动溜板进给手柄，滑块运动，从而带动溜板向前进给或向后后退；所述溜板箱进给手柄安装在溜板箱前端，通过和车床内部的螺纹杆相连，旋转手柄控制溜板箱沿着导条进给进给；所述溜板箱自动进给手柄安装在溜板前端和螺纹杆或者光杆相啮合，手柄往右旋转，溜板箱内部齿轮或光杆啮合，溜板箱进入工作状态，当主轴正转时，光杆或者螺纹杆正转，从而带动溜板箱向右运动，当主轴反转时，杆或者螺纹杆反转带动溜板箱向左运动；所述尾座进给手柄安装在尾座尾部的一侧，主要作用是推动尾座沿着导条进给，保证夹具达到合适位置，手柄向左掰动，尾座内的锁死机构扣住与尾座相连的导条，尾座锁死，可以保证夹具的稳定；所述夹具固定杆进给手柄安装在尾座尾部，通过尾座进给手柄使夹具移动到大概位置，旋转夹具固定杆进给手柄，与尾座内部的螺纹杆相连的夹具固定杆向前进给，使夹具移动到合适位置。

上述夹具主要作用是固定板状构件，使超声冲击枪能够对板状构件进行冲击。所述夹具是由底板、托板、顶板、螺钉组合而成，螺钉分为固定螺钉和锁止螺钉，固定螺钉的作用就是固定底板和托板，锁止落定是控制顶板的进给。托板和底板通过螺钉相连，顶板和底板通过导条相连；底板和夹具固定杆焊接在一起，使底板和夹具固定杆刚性固定，在焊接过程中要保证底板的垂直度和水平度，不能出现焊接变形；由于底板前端设置有凸台和导条，根据加工的合理性托板不能直接加工在底板上，托板和底板通过螺钉固定在一起；所述凸台的作用是定位锁止螺钉，凸台设置有螺纹孔，锁止螺钉旋转进去和顶板接触，通过锁止螺钉的旋转，顶着顶板往前移动；所述导条是对顶板起导向作用，顶板通过锁止螺钉的旋转夹紧板状构件，使板状构件能够固定，顶板底部设置有滑槽，顶板滑槽和底板导条安装在一起，保证顶板不会掉落。

本发明的优点在于：不仅可以对圆柱状构件进行超声滚压处理，还能对板状构件进行表面滚压和冲击，并且都可以自动完成冲击和滚压，操作工人不用再手持超声冲击枪，降低工人劳动强度，保证加工精度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为螺纹杆、光杆、操纵杆组合示意图；

图3为本发明升降系统示意图；

图4为本发明升降系统、盖板、超声冲击枪组合示意图；

图5为本发明夹具示意图；

图6为本发明夹具、夹具固定杆组合示意图。

图中：1-车身，1A-凸台一，2-螺纹杆，3-光杆，4-操纵杆，4A-连杆一，4B-连杆二，4A1-活动轴，5-溜板，6-溜板箱，7-主导条，8-副导条，9-尾座，9A-夹具固定杆，9B-夹具固定杆进给手柄，9C-尾座进给手柄，10-卡盘，11-手柄，12-升降系统，12A-伺服电机，12A1-螺钉一，12B-油箱，12C-齿轮箱，12D-油管，12E-升降台，12E1-螺钉二，12E2-升降柱，13-滚压/冲击枪，14-盖板，14A-下托板，14B-上盖板，15-夹具，15A-底板、15A1-凸台二，15A2-导条，15B-托板、15C-顶板、15C1-顶板滑槽，15A2-底板导条，15D-锁止螺钉、15E-螺钉。

具体实施方式

如图1所示，自动快速冲击处理圆柱和板状金属构件的辅助装置包括车身1，螺纹杆2，光杆3，操纵杆4，溜板5，溜板箱6，主导条7，副导条8，尾座9，卡盘10，手柄11，升降系统12，超声冲击枪13，盖板14，夹具15。螺纹杆2光杆3和操纵杆安装在车身1设置的凸台1A上，操纵杆4由连杆4A和连杆4B和车身内部联动机构相连，连杆4A和连杆4B由活动轴4A1相连。尾座安装在主导条7和副导条8上。夹具15安装在尾座夹具固定杆9A上，与夹具固定杆9A焊接在一起，旋转尾座手柄9B可以实现夹具固定杆9A的进给与后退，掰动尾座手柄9C可以实现尾座的锁止与松开，当尾座9处于松开状态时，尾座9可以在主导条7和副导条8上移动。

如图3所示升降系统12由伺服电机12A，油箱12B，齿轮箱12C，油管12D，升降台12E组成。伺服电机12A，油箱12B，齿轮箱12C由螺钉12A1固定在溜板上，升降台12E由螺钉12E1安装在溜板5上。

如图4所示，升降系统12的升降柱12E2与盖板14的下托板14A焊接在一起，超声冲击枪13安放在下托板14A和上盖板14B中间，最后用螺钉14C固定下托板14A和上盖板14B。

如图5所示，夹具15由底板15A、托板15B、顶板15C、锁止螺钉15D、螺钉15E组合而成。底板15A和夹具固定杆9A焊接在一起，使底板15A和夹具固定杆9A刚性固定，在焊接过程中要保证底板15A的垂直度和水平度，不能出现焊接变形；由于底板15A前端设置有凸台15A1和导条15A2，根据加工的合理性托板15B不能直接加工在底板15A上，托板15B和底板15A通过螺钉15E连接；凸台15A1的作用是定位锁止螺钉15D，凸台15A1设置有螺纹孔，锁止螺钉15D旋转进去和顶板15C接触，通过锁止螺钉15D的旋转，顶着顶板15C往前移动；导条15A2是对顶板起导向作用；顶板15B通过锁止螺钉15D的旋转夹紧板状构件，使板状构件能够固定，顶板15C底部设置有滑槽15C1，顶板滑槽15C1和底板导条15A2安装在一起，保证顶板不会掉落。

如图6所示，夹具15安装在尾座夹具固定杆9A上，与夹具固定杆9A焊接在一起，旋转尾座手柄9B可以实现夹具固定杆9A的进给与后退，掰动尾座手柄9C可以实现尾座的锁止与松开，当尾座9处于松开状态时，尾座9可以在主导条7和副导条8上移动。

实施过程分为两类，第一类对圆柱构件进行滚压处理，将滚压枪安装在盖板中间，旋紧螺钉，固定好超声冲击枪，将圆柱构件加持在卡盘上，旋动溜板箱进给手柄，使滚压枪移动到合适位置，然后旋转溜板进给手柄使滚压枪向前进给，移动到合适位置，对外接电脑进行控制，输入数据，升降柱上升或者下降到合适位置，使滚压枪的冲击头对准圆柱构件的中心轴线。打开滚压枪开关，让滚压枪处于工作状态，然后打开车床开关，掰动主轴转速控制手柄，选择合适的主轴转速，然后把螺纹杆切换手柄拉出，使光杆运作，然后推动操纵杆手柄，把操纵杆手柄向下推动，这样可以让主轴正转，然后掰动溜板箱自动进给手柄，使溜板箱自动进给，这样滚压枪就可以对圆柱构件进行自动滚压处理。当处理到合适位置时，把溜板箱自动进给手柄掰到中间位置，自动进给停止，把操纵杆手柄掰到中间位置，主轴停止转动，这样滚压处理的第一个周期完成。如果需要对圆柱构件多个周期处理，需要旋动溜板箱进给手柄，把溜板箱退回到原来刚开始滚压地方，然后再次掰动手柄对构件进行第二、第三、、、周期的滚压处理。第二类对板状构件进行超声冲击处理，超声冲击枪安装方法和第一类安装方法一样，板状构安装在夹具上，旋紧锁止螺钉夹紧板状构件，把尾座手柄松开，推动尾座移动到大概位置，然后向左掰动尾座手柄锁死尾座，旋动夹具固定杆进给手柄，使夹具固定杆带动夹具移动到合适位置。打开超声冲击枪开关，使超声冲击枪处于工作状态，然后再打开车床开关，选择合适主轴转速，打开溜板箱自动进给开关，使溜板箱左右进给，对外接电脑进行数据输入，控制升降柱上升和下降，这样就可以保证板状构件的表面进行全面的超声冲击处理。

上述对本发明的技术方案进行清楚的描述，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下做获得的所有其他与此类似的技术，都属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种多用途超声滚压、冲击设备，其特征在于：该设备包括车身、螺纹杆、光杆、操纵杆、溜板、溜板箱、导条、尾座、卡盘、手柄、升降系统、超声冲击枪、盖板、夹具；车身和尾座之间设有导条、螺纹杆、光杆连接；螺纹杆、光杆与车身的联动机构相配合，溜板箱在车身与尾座之间，溜板箱通过其下部的导槽与导条、光杆、螺纹杆相连；车身上设有卡盘，与卡盘相对应位置尾座上设有夹具，夹具通过夹具固定杆与尾座连接；光杆或螺纹杆与车身的联动机构相配合；联动机构装配在车身内，联动机构包括控制车床正常运转的齿轮和电力机构，主要的齿轮安装在车身的齿轮箱内；尾座与导条通过尾座内的导槽相连，尾座内设有锁止机构，掰动尾座进给手柄，尾座内的锁死机构扣住与尾座相连的导条，尾座锁死；卡盘安装在车身主轴上，车身主轴与车身内部联动机构相连，联动机构的齿轮运转带动主轴转动，从而带动卡在卡盘内的圆柱构件转动；升降系统、超声冲击枪和盖板都安装在溜板箱的溜板上，溜板是溜板箱上面的一块钢板，溜板和溜板箱通过螺钉连接，溜板箱带动溜板运动；夹具固定杆与夹具的底板焊接在一起，通过旋转夹具固定杆进给手柄可以控制夹具的进给；升降系统包括伺服电机、油箱、齿轮箱、油管、升降台；升降台包括升降台底座、升降柱，升降柱安装在升降台底座上，通过控制底座内油的多少控制升降柱的升降；升降台底座、油箱、齿轮箱和伺服电机用螺钉固定在溜板上，齿轮箱和油箱通过油管相连，齿轮箱齿轮与伺服电机轴相连，齿轮箱和升降台底座通过油管相连，通过伺服电机轴的运转，带动齿轮箱内部齿轮转动；伺服电机与外接电脑相连，通过外接电脑控制伺服电机顺时针或逆时针旋转，当伺服电机顺时针带动齿轮运转时可以将升降台底座内部的油抽到油箱中，此时升降柱下降，从而带动超声冲击设备下降；当伺服电机逆时针带动齿轮运转时可以将油箱中的油抽到升降台底座内部，此时升降柱上升，从而带动超声冲击设备上升，进而可以在垂直方向上完成冲击或滚压处理；车身设置有凸台一和凸台二，其位置在螺纹杆和光杆的两端，凸台一设置在车身前端与螺纹杆和光杆的一端相连，凸台一设置有内孔，和安装在光杆和螺纹杆一端的轴承相配合，凸台二设置在尾座，凸台二设置有内孔和安装在螺纹杆和光杆另一端的轴承相配合；盖板包括下托板和上盖板，上盖板和下托板是通过螺钉固定在一起，然后中间会形成一个空腔，超声冲击枪安放在上盖板和下托板固定形成的空腔内，下托板与升降柱焊接在一起。

2.根据权利要求1所述多用途超声滚压、冲击设备，其特征在于：手柄包括主轴转速控制手柄、螺纹杆切换手柄、操纵杆手柄、溜板进给手柄、溜板箱进给手柄、自动进给手柄、尾座进给手柄和夹具固定杆进给手柄；所述主轴转速控制手柄安装在车身，控制主轴转速，从而控制与主轴相连的卡盘的转速，进而控制固定在卡盘上的圆柱构件的转速；所述螺纹杆切换手柄安装在凸台一上部，通过溜板箱内的机械结构和螺纹杆和光杆相连，向外拉和螺纹杆端部的齿轮啮合，螺纹杆转动，向内推和光杆端部的齿轮啮合，此时光杆转动，根据不同加工工艺控制光杆或螺纹杆的选择，从而保证加工要求；所述光杆的作用是导向，保证溜板箱的进给是直线运动，螺纹杆的作用是做伺服运动，他们之间是互锁作用，光杆转，螺纹杆不转，螺纹杆和光杆两端的齿轮和车床主轴齿轮啮合；所述操纵杆手柄主要作用是控制主轴运转，安装在光杆下面，操纵杆手柄往下推，操纵杆手柄端部的齿轮和主轴齿轮箱齿轮啮合，主轴开始运转，操纵杆手柄往上抬至中间位置，操纵杆手柄端部的齿轮和主轴齿轮箱齿轮分离，主轴停止运转；所述溜板进给手柄，安装在溜板前端，内部是由螺纹杆和滑块组成，滑块和溜板相连，转动溜板进给手柄，滑块运动，从而带动溜板向前进给或向后后退；所述溜板箱进给手柄安装在溜板箱前端，通过和车床内部的螺纹杆相连，旋转手柄控制溜板箱沿着导条进给进给；所述溜板箱自动进给手柄安装在溜板前端和螺纹杆或者光杆相啮合，手柄往右旋转，溜板箱内部齿轮或光杆啮合，溜板箱进入工作状态，当主轴正转时，光杆或者螺纹杆正转，从而带动溜板箱向右运动，当主轴反转时，杆或者螺纹杆反转带动溜板箱向左运动；所述尾座进给手柄安装在尾座尾部的一侧，主要作用是推动尾座沿着导条进给，保证夹具达到合适位置，手柄向左掰动，尾座内的锁死机构扣住与尾座相连的导条，尾座锁死，可以保证夹具的稳定；所述夹具固定杆进给手柄安装在尾座尾部，通过尾座进给手柄使夹具移动到大概位置，旋转夹具固定杆进给手柄，与尾座内部的螺纹杆相连的夹具固定杆向前进给，使夹具移动到合适位置。

3.根据权利要求1所述多用途超声滚压、冲击设备，其特征在于：所述夹具包括底板、托板、顶板、螺钉，螺钉分为固定螺钉和锁止螺钉，固定螺钉的作用就是固定底板和托板，锁止螺钉是控制顶板的进给；托板和底板通过螺钉相连，顶板和底板通过导条相连；底板和夹具固定杆焊接在一起，使底板和夹具固定杆刚性固定，在焊接过程中要保证底板的垂直度和水平度，不能出现焊接变形；由于底板前端设置有凸台和导条，根据加工的合理性托板不能直接加工在底板上，托板和底板通过螺钉固定在一起；所述凸台的作用是定位锁止螺钉，凸台设置有螺纹孔，锁止螺钉旋转进去和顶板接触，通过锁止螺钉的旋转，顶着顶板往前移动；所述导条是对顶板起导向作用，顶板通过锁止螺钉的旋转夹紧板状构件，使板状构件能够固定，顶板底部设置有滑槽，顶板滑槽和底板导条安装在一起，保证顶板不会掉落。