[发明专利]一种基于超声波的小孔强化方法及装置

权利要求书

1.一种基于超声波的小孔处理方法，其特征在于：采用压电陶瓷作为振动部件，经过极化后连接超声波发生器，激励超声波产生振动对小孔内壁进行珩磨和强化，降低表面粗糙度和引入残余应力；其具体步骤为：对压电陶瓷柱（1）进行极化；超声波发生器（6）激励窄带半正弦脉冲信号，幅值为20V ，激励频率为2OKHz～60KHz ，压电陶瓷柱极化后激励超声波产生5-10um的振幅对小孔进行撞击，使小孔内壁产生一定的塑性变形从而引入残余应力，使小孔得到强化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述压电陶瓷柱（1）极化电场为1.5-5kv/mm，极化温度为100-180℃，极化时间为10-60min，采用空气极化法。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述压电陶瓷柱（1）同时作旋转和上下运动。

4.实施权利要求1所述的一种基于超声波的小孔处理方法的装置，其特征在于，由压电陶瓷柱（1），保护套（2）、胶水（3）、导电胶（4）、电缆线（5）、超声波发生器（6）组成；压电陶瓷柱（1）为圆柱体，上下两端涂有银层，圆柱一端形状设为倒椭圆角，压电陶瓷柱（1）侧面沿径向开一槽，该槽从倒圆角一端起至距另一端1/3处，并在槽内填充导电胶（4），导电胶（4）处于倒圆角的一端通过电缆线（5）连接超声波发生器（6）的负极，另一端通过电缆线（5）连接超声波发生器（6）正极；所述压电陶瓷柱（1）外设有保护套（2），并通过胶水（3）固定，保护套（2）设有缝隙，与压电陶瓷柱（1）上的槽的位置一致；所述保护套（2）位于压电陶瓷柱（1）倒椭圆角的一端为工作面，做成半椭球形。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括夹持装置，所述夹持装置由T形套（8）、螺栓（9）、固定板（10）、定位销（11）和旋转轴（12）组成； T形套（8）与压电陶瓷柱（1）之间为胶粘连接，T形套（8）与旋转轴（12）水平和垂直方向均设有0.5mm-1mm间隙，固定板（10）与旋转轴（12）之间通过螺栓（9）连接，固定板（10）与T形套（8）之间用定位销（11）进行固定，T形套（8）上加工有两端为圆形的长槽，槽边与定位销进行固定；旋转轴（12）连接驱动设备实现旋转和上下移动工作。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述压电陶瓷柱（1）为PZT系压电陶瓷。

7.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述保护套由POM材料并且添加碳纤维制成。