CN113736986A - 一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台，包括超声发生器、机架、第一驱动装置、冲击装置、第二驱动装置、升降装置、夹具装置和光栅测量装置，其特征在于：所述冲击装置安装在实验平台下部，升降装置实验平台上部，夹具装置安装在升降装置上，光栅测量装置安装在机架上。通过第一驱动装置和第二驱动装置的设计，实现冲击装置和移动台提供恒定的移动；通过冲击装置的设计，实现了超声冲击器对试件的平稳冲击，且便于拆卸超声冲击器；通过升降装置的设计，实现了试件高度的可调整，从而减少外力影响；通过夹具装置的设计，实现了试件受力的可观性，便于更加直观的观察到试件的受力情况；通过光栅测量装置的设计，实现了精密移动。

Description

一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台

技术领域

本发明涉及超声处理领域，尤其涉及一种多轴移动的超声冲击强化精密加工 平台。

技术背景

超声冲击处理技术又称为超声表面强化技术，是我国目前应用较为广泛的技 术，这一技术中最关键的驱动能量是大功率的超声。超声处理技术能够有效进行 电能与机械能之间的转化。磁致伸缩转换能器和压电陶瓷是超声冲击处理技术能 够顺利工作的关键因素，机械能会转化为变幅聚能，然后对焊件的表面造成冲击， 使材料表面形成塑性形变，从而极大降低焊接操作过程中产生的残余应力，还能 够有效提高抗疲劳性，目前主要研究领域是在超声冲击处理后大幅提高金属综合 性能。根据时代背景和目前现有的超声冲击强化平台的不足之处，本发明设计一 种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种多轴移动的超声冲击强 化精密加工平台。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台，包括超声发生器、机架、第一 驱动装置、冲击装置、第二驱动装置、升降装置、夹具装置和光栅测量装置，其 特征在于：第一驱动装置通过机架安装在实验平台的下部；第二驱动装置通过机 架2安装在实验平台的上部；所述冲击装置通过滑轨C和滑轨D安装在实验平 台；升降装置通过滑轨A和滑轨B安装在实验平台上部；夹具装置安装在升降 装置上；光栅测量装置安装在机架上。

作为本发明的优选技术方案，所述机架包括滑道A、滑道B、滑道C、滑道D；滑道A与滑道B平齐且安装在机架上部，滑道C与滑道D平齐且安装在机架 下部。

作为本发明的优选技术方案，所述所述机架包括滑轨A、滑轨B、滑轨C、 滑轨D；滑轨A与滑轨B平齐且安装在机架上部，滑轨C与滑轨D平齐且安装 在机架下部。

作为本发明的优选技术方案，所述所述第一驱动装置包括伺服电机A、联轴 器A、丝杆A和轴承座A，所述伺服电机A安装在机架的左部，所述伺服电机A 与丝杆A通过联轴器A连接，所述丝杆A通过联轴器A和轴承座A安装在机架 下部，所述轴承座A安装在机架左部。

作为本发明的优选技术方案，所述冲击装置包括冲击器，上封盖和移动装置， 所述冲击器通过上封盖固定在移动装置内部，所述上封盖安装在移动装置上部， 所述移动装置通过滑轨C和滑轨D安装在实验平台下部。

作为本发明的优选技术方案，所述第二驱动装置包括伺服电机B、联轴器B、 丝杆B和轴承座A，所述伺服电机B安装在机架的前部，所述伺服电机B与丝杆 B通过联轴器B连接，所述丝杆B通过联轴器B和轴承座A安装在机架上部，所 述轴承座A安装在机架后部。

作为本发明的优选技术方案，所述升降装置包括移动台、伺服电机C、联轴 器C、升降台，所述移动台通过滑轨A和滑轨B安装在实验平台上部，所述伺服 电机C安装在移动台下部，所述升降台安装在移动台下部，所述伺服电机C与升 降台通过联轴器连接。

作为本发明的优选技术方案，所述夹具装置包括夹具和压力传感器，所述夹 具安装在升降台下部，所述压力传感器安装在夹具底部。

作为本发明的优选技术方案，所述光栅测量装置包括光栅尺传感器A和光栅 尺传感器B，光栅尺传感器A安装在机架上部，光栅尺传感器B安装在机架下部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过第一驱动装置和第二驱动装置 的设计，实现了动力的传递，给冲击装置和移动台提供恒定的移动；通过冲击装 置的设计，实现了超声冲击器对试件的平稳冲击，且便于拆卸超声冲击器；通过 升降装置的设计，实现了试件的可移动，便于调节试件的高度，从而减少其他因 素对实验数据的影响；通过夹具装置的设计，压力传感器实现了试件受力的可观 性，便于更加直观的观察到试件的受力情况；通过光栅测量装置的设计，实现了 精密移动。

附图说明

图1为本发明的轴测图；

图2为图1中2处的结构示意图；

图3为图1中3处的结构示意图；

图4为图1中4处的结构示意图；

图5为图1中5处的结构示意图；

图6为图1中6处的结构示意图；

图7和图8为图1中7处的结构示意图和轴测图；

图9为图1中8处的结构示意图；

图中：1、超声冲击发生器；2、机架；3、第一驱动装置；4、冲击装置；5、 第二驱动装置；6、升降装置；7、夹具装置；8、光栅测量装置；9、滑道A；10、 滑道B；11、滑道C；12、滑道D；13、伺服电机A；14、联轴器A；15、丝杆A； 16、轴承座A；17、冲击器；18、上封盖；19、移动装置；20、伺服电机B；21、 联轴器B；22、丝杆B；23、轴承座A；24、移动台；25、伺服电机C；26、联 轴器C；27、升降台；28、夹具；29、压力传感器；30；光栅尺传感器A、31； 光栅尺传感器B。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 于解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9，图1为本发 明的轴测图；图2为图1中2处的结构示意图；图3为图1中3处的结构示意图；

图4为图1中4处的结构示意图；图5为图1中5处的结构示意图；图6为图1 中6处的结构示意图；图7和图8为图1中7处的结构示意图和轴测图；图9 为图1中8处的结构示意图。

一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台，包括超声冲击发生器1、机架2、第一驱动装置3、冲击装置4、第二驱动装置5、升降装置6、夹具装置7和 光栅测量装置8，其特征在于：第一驱动装置3通过机架2安装在实验平台的下 部；第二驱动装置5通过机架2安装在实验平台的上部；所述冲击装置4通过滑 轨C11和滑轨D12安装在实验平台；升降装置6通过滑轨A9和滑轨B10安装在 实验平台上部；夹具装置7安装在升降装置6上；光栅测量装置8安装在机架2 上。

所述机架2包括滑轨A9、滑轨B10、滑轨C11、滑轨D12；滑轨A9与滑轨 B10平齐且安装在机架2上部，滑轨C11与滑轨D12平齐且安装在机架2下部。

所述第一驱动装置3包括伺服电机A13、联轴器A14、丝杆A15和轴承座 A16，所述伺服电机A13安装在机架2的左部，所述伺服电机A13与丝杆A15通 过联轴器A14连接，所述丝杆A15通过联轴器A14和轴承座A16安装在机架2 下部，所述轴承座A16安装在机架2左部。

所述冲击装置4包括冲击器17，上封盖18和移动装置19，所述冲击器17 通过上封盖18固定在移动装置19内部，所述上封盖18安装在移动装置19上部， 所述移动装置19通过滑轨C11和滑轨D12安装在实验平台下部。

所述第二驱动装置5包括伺服电机B20、联轴器B21、丝杆B22和轴承座A23， 所述伺服电机B20安装在机架2的前部，所述伺服电机B20与丝杆B22通过联 轴器B21连接，所述丝杆B22通过联轴器B21和轴承座A23安装在机架2上部， 所述轴承座A23安装在机架2后部。

所述升降装置6包括移动台24、伺服电机C25、联轴器C26、升降台27， 所述移动台24通过滑轨A9和滑轨B10安装在实验平台上部，所述伺服电机C25 安装在移动台24下部，所述升降台27安装在移动台24下部，所述伺服电机C25 与升降台27通过联轴器24连接。

所述夹具装置7包括夹具28和压力传感器29，所述夹具28安装在升降台 27下部，所述压力传感器29安装在夹具28底部。

所述光栅测量装置8包括光栅尺传感器A和光栅尺传感器B，光栅尺传感器 A30安装在机架2上部，光栅尺传感器B31安装在机架2下部。

在现场进行实验加工时，将机架2固定在地面，第一驱动装置3接通电源， 进行试运行，伺服电机A13连接联轴器A14带动丝杆A15转动将动力传递给冲 击装置4，使冲击装置4平稳移动；第二驱动装置5接通电源，进行试运行，伺 服电机B20连接联轴器B21带动丝杆B22转动将动力传递给移动台24，使移动 台24平稳移动；夹具28夹紧试件块并使试件块紧贴传感器29，调整试件块和 冲击装置4的位置使对齐，调整升降装置6接通电源使升降台27升降使试件块 接触冲击器17，观察压力传感器29数值；打开超声发生器1，开始工作；在整个工作期间，光栅尺传感器时刻进行测量移动距离。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而 且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发 明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性 的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要 求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的 任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方 式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领 域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组 合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台，包括超声冲击发生器(1)、机架(2)、第一驱动装置(3)、冲击装置(4)、第二驱动装置(5)、升降装置(6)、夹具装置(7)和光栅测量装置(8)，其特征在于：第一驱动装置(3)通过机架(2)安装在实验平台的下部；第二驱动装置(5)通过机架(2)安装在实验平台的上部；所述冲击装置(4)通过滑轨C(11)和滑轨D(12)安装在实验平台；升降装置(6)通过滑轨A(9)和滑轨B(10)安装在实验平台上部；夹具装置(7)安装在升降装置(6)上；光栅测量装置(8)安装在机架(2)上。

2.根据权利要求1所述的一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台，其特征在于：所述机架(2)包括滑轨A(9)、滑轨B(10)、滑轨C(11)、滑轨D(12)；滑轨A(9)与滑轨B(10)平齐且安装在机架(2)上部，滑轨C(11)与滑轨D(12)平齐且安装在机架(2)下部。

3.根据权利要求1所述的一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台，其特征在于：所述第一驱动装置(3)包括伺服电机A(13)、联轴器A(14)、丝杆A(15)和轴承座A(16)，所述伺服电机A(13)安装在机架(2)的左部，所述伺服电机A(13)与丝杆A(15)通过联轴器A(14)连接，所述丝杆A(15)通过联轴器A(14)和轴承座A(16)安装在机架(2)下部，所述轴承座A(16)安装在机架(2)左部。

4.根据权利要求1所述的一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台，其特征在于：所述冲击装置(4)包括冲击器(17)，上封盖(18)和移动装置(19)，所述冲击器(17)通过上封盖(18)固定在移动装置(19)内部，所述上封盖(18)安装在移动装置(19)上部，所述移动装置(19)通过滑轨C(11)和滑轨D(12)安装在实验平台下部。

5.根据权利要求1所述的一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台，其特征在于：所述第二驱动装置(5)包括伺服电机B(20)、联轴器B(21)、丝杆B(22)和轴承座A(23)，所述伺服电机B(20)安装在机架(2)的前部，所述伺服电机B(20)与丝杆B(22)通过联轴器B(21)连接，所述丝杆B(22)通过联轴器B(21)和轴承座A(23)安装在机架(2)上部，所述轴承座A(23)安装在机架(2)后部。

6.根据权利要求1所述的一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台，其特征在于：所述升降装置(6)包括移动台(24)、伺服电机C(25)、联轴器C(26)、升降台(27)，所述移动台(24)通过滑轨A(9)和滑轨B(10)安装在实验平台上部，所述伺服电机C(25)安装在移动台(24)下部，所述升降台(27)安装在移动台(24)下部，所述伺服电机C(25)与升降台(27)通过联轴器(24)连接。

7.根据权利要求1所述的一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台，其特征在于：所述夹具装置(7)包括夹具(28)和压力传感器(29)，所述夹具(28)安装在升降台(27)下部，所述压力传感器(29)安装在夹具(28)底部。

8.根据权利要求1所述的一种多轴移动的超声冲击强化精密加工平台，其特征在于：所述光栅测量装置(8)包括光栅尺传感器A和光栅尺传感器B，光栅尺传感器A(30)安装在机架(2)上部，光栅尺传感器B(31)安装在机架(2)下部。

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