CN205576225U - 一种用于金属表面形变强化的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于金属表面形变强化的装置，包括冲击杆、固定装置和数据采集控制器，所述固定装置上设有容纳试样的凹槽，所述冲击杆垂直设于凹槽的上方，冲击杆的上端连接驱动冲击杆上下直线运动的马达输出轴；冲击杆与马达输出轴的连接面上设有压力传感器，冲击杆的下端设有速度传感器，所述压力传感器和速度传感器的输出端连接数据采集控制器，数据采集控制器的输出端连接马达。本实用新型装置可通过控制冲击力大小应用于不同金属的表面形变强化，产生不同厚度强化层，提高了形变强化效果和工作效率，简化了工作流程，且在对试样作用效果相同的条件下，本装置耗能较小，一次投入性成本小。

Description

一种用于金属表面形变强化的装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于金属表面形变强化的装置，属于金属表面形变强化设备技术领域。

背景技术

表面形变强化技术是一种修复材料表面以提高机械零部件使用寿命较为有效的方法，此主要通过机械手段在金属材料表面产生变形，使表面形成强化层。目前表面形变强化方法主要有喷丸强化、机械研磨、表面滚压等，利用这些表面形变强化技术已经取得一系列进展。然而，利用这些表面形变方法获得的强化层较低，例如一些企业采用曲轴滚压工艺强化技术效果不理想，一般只能提高强度20％～30％，从而造成零件在恶劣环境下使用寿命较短；同时，喷丸等形变强化技术必须配备大功率的空压站，在作用效果相同的条件下，消耗的能量较大，且操作人员多，劳动强度大；此外，超声喷丸、滚压等方法操作复杂，且设备一次性投入大。

综上所述，当前急需一种对金属进行表面形变强化处理的装置，能够进一步提高强化层，且提高工作效率，减少投入成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种用于金属表面形变强化的装置，解决了现有技术中金属表面形变强化效果低、工艺复杂、效率低、投入成本大的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于金属表面形变强化的装置，其特征是，包括冲击杆、固定装置和数据采集控制器，所述固定装置上设有容纳试样的凹槽，所述冲击杆垂直设于凹槽的上方，冲击杆的上端连接驱动冲击杆上下直线运动的马达输出轴；冲击杆与马达输出轴的连接面上设有压力传感器，冲击杆的下端设有速度传感器，所述压力传感器和速度传感器的输出端连接数据采集控制器，数据采集控制器的输出端连接马达控制马达的运行。

进一步的，所述固定装置上与凹槽相对的两端为活动连接，调节两端距离可以改变凹槽的空间，以适应不同规格的试样。

进一步的，所述速度传感器紧贴于冲击杆的下端侧壁上。

进一步的，冲击杆为钢材料制成。

进一步的，还包括电源管理模块，电源管理模块分别输出工作电源至马达和数据采集控制器。

进一步的，还包括设置在电源管理模块与马达之间的过压及过流保护电路。

进一步的，还包括显示器，显示器的输入端连接数据采集控制器。

进一步的，还包括报警模块，报警模块的输入端连接数据采集控制器。

进一步的，所述报警模块为声光报警器。

进一步的，所述数据采集控制器采用单片机。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

1）本实用新型装置可通过控制冲击力大小应用于不同金属的表面形变强化，产生不同厚度的强化层，提高了形变强化效果和工作效率，简化了工作流程；

2）本实用新型结构简单，操作简捷，适用性广；

3）本实用新型成本低，功耗低，普适性强。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图。

附图标记：1、马达；2、压力传感器；3、冲击杆；4、固定装置；5、数据采集控制器；6、速度传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型的一种用于金属表面形变强化的装置，其特征是，包括冲击杆3、固定装置4和数据采集控制器5，所述固定装置5上设有容纳试样的凹槽，所述冲击杆3垂直设于凹槽的上方，冲击杆3的上端连接驱动冲击杆3上下直线运动的马达1的输出轴；冲击杆3与马达1的输出轴的连接面上设有压力传感器2，冲击杆3的下端设有速度传感器6，所述压力传感器2和速度传感器6的输出端连接数据采集控制器5，数据采集控制器5的输出端连接马达1控制马达1的运行。

本实用新型对试样进行表面形变强化处理的过程为，将试样放置紧固在固定装置4的凹槽内，马达1驱动冲击杆3上下运动，对试样进行冲击处理，压力传感器2和速度传感器6采集冲击的压力和上下运动的速度发送给数据采集控制器5，形成反馈，数据采集控制器5根据采集的压力和速度数据，输出控制信号调节马达1的转速，进而调节冲击杆3对试样的冲击力，以适应不同金属材料的试样，试样在剧烈压力作用下，金属表面发生剧烈塑性变形，冲击力越大，表面形变强化层厚度越高。

进一步的，所述固定装置4上与凹槽相对的两端为活动连接，通过调节两端距离可以改变凹槽的空间，以适应不同规格的试样，扩展装置的应用范围。

进一步的，如图1所示，所述速度传感器6紧贴于冲击杆3的下端侧壁上，方便对冲击杆的冲击速度进行测量。

进一步的，还包括电源管理模块，电源管理模块分别输出工作电源至马达1和数据采集控制器5。电源管理模块可采用现有具备低功耗工作模式的电源产品，以有效节省能源。

进一步的，为了使本实用新型的装置运行更加稳定可靠，还包括设置在电源管理模块与马达1之间的过压及过流保护电路，其与马达1的连接参考现有技术。

进一步的，还包括显示器，显示器的输入端连接数据采集控制器5。用来显示采集到的冲击压力和冲击速度，方便操作人员观看。

进一步的，还包括报警模块，报警模块的输入端连接数据采集控制器5。进一步的，所述报警模块为声光报警器。当冲击压力过大或冲击速度过高时，数据采集控制器5发出命令让声光报警器进行报警，提醒操作人员，以便尽快对装置进行维修。

进一步的，所述数据采集控制器5采用单片机。利用单片机实现本装置控制及数据的采集，性能可靠，且成本较低。数据采集控制器5可采用具有至少12位精度的ADC采样功能的单片机，获取压力和速度数据。同时数据采集控制器5可选取至少具有多路PWM输出功能的单片机产品，以能够控制不同类型或数量的马达。

实施例一

以Q235钢为试样。使用时用固定装置4夹紧试样，接通电源打开马达1，同时开启数据采集控制器5，根据Q235钢表面形变强化的工艺要求，采集冲击的压力和速度，不断调节冲击杆3对Q235钢表面的冲击力，使用本装置对试样表面连续冲击30min。经拉伸性能和硬度测试，与原始试样相比，采用本装置制备的样品抗拉强度提高了约35%，屈服强度提高了约40%，硬度提高了50% ，形变强化层厚度400µm以上。

实施例二

以20钢作为试样，使用时用固定装置4夹紧试样，接通电源打开马达1，同时打开数据采集控制器5，根据20钢表面形变强化的工艺要求，不断调节冲击杆3对20钢表面的冲击力，使用本装置对试样表面连续冲击10min。经拉伸性能和硬度测试，与原始试样相比，采用本装置制备的样品抗拉强度提高了约40%，屈服强度提高了约45%，硬度提高了52%，形变强化层厚度450µm以上。

本实用新型装置结构简单，操作简捷，适用性广，可通过控制冲击力大小应用于不同金属的表面形变强化，提高了工作效率，简化了工作流程，且在对试样作用效果相同的条件下，本装置耗能较小，一次投入性成本小。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1. 一种用于金属表面形变强化的装置，其特征是，包括冲击杆、固定装置和数据采集控制器，所述固定装置上设有容纳试样的凹槽，所述冲击杆垂直设于凹槽的上方，冲击杆的上端连接驱动冲击杆上下直线运动的马达输出轴；冲击杆与马达输出轴的连接面上设有压力传感器，冲击杆的下端设有速度传感器，所述压力传感器和速度传感器的输出端连接数据采集控制器，数据采集控制器的输出端连接马达。

2. 根据权利要求1所述的一种用于金属表面形变强化的装置，其特征是，所述固定装置上与凹槽相对的两端为活动连接，调节两端距离可以改变凹槽的空间，以适应不同规格的试样。

3. 根据权利要求1所述的一种用于金属表面形变强化的装置，其特征是，所述速度传感器紧贴于冲击杆的下端侧壁上。

4. 根据权利要求1所述的一种用于金属表面形变强化的装置，其特征是，冲击杆为钢材料制成。

5. 根据权利要求1所述的一种用于金属表面形变强化的装置，其特征是，还包括电源管理模块，电源管理模块分别输出工作电源至马达和数据采集控制器。

6. 根据权利要求5所述的一种用于金属表面形变强化的装置，其特征是，还包括设置在电源管理模块与马达之间的过压及过流保护电路。

7. 根据权利要求1所述的一种用于金属表面形变强化的装置，其特征是，还包括显示器，显示器的输入端连接数据采集控制器。

8. 根据权利要求1所述的一种用于金属表面形变强化的装置，其特征是，还包括报警模块，报警模块的输入端连接数据采集控制器。

9. 根据权利要求8所述的一种用于金属表面形变强化的装置，其特征是，所述报警模块为声光报警器。

10. 根据权利要求1所述的一种用于金属表面形变强化的装置，其特征是，所述数据采集控制器采用单片机。