[发明专利]一种激光冲击和超声振动挤压协同强化装置及方法

权利要求书

1.一种激光冲击和超声振动挤压协同强化装置，其特征在于，包括激光组件、振动组件、液压组件和连接组件；

所述激光组件包括吸收层(2)、约束层(3)、激光束(4)和激光器(14)；所述吸收层(2)置于金属板料(5)上表面，约束层(3)置于吸收层(2)上方，激光器(14)位于金属板料(5)上方发出的激光束(4)对金属板料(5)上表面的孔(7)进行激光冲击强化；

所述振动组件包括芯棒(1)、换能器(13)和超声波发生器(18)；所述芯棒(1)包括依次连接的连接段(101)、导向段(102)、配合段(103)、前锥段(104)、工作环(105)和后锥段(106)；超声波发生器(18)与换能器(13)电连接；

所述液压组件包括缸筒(16)、活塞杆(20)、活塞(21)、缸体(23)和液压泵站(26)；活塞杆(20)安装在缸筒(16)内部，活塞杆(20)的一端和活塞(21)连接，所述活塞杆(20)的另一端与换能器后盖板(31)通过连接套筒(15)相连接，并安装在支架体(19)内，所述缸体(23)通过油管和液压泵站(26)连接；

所述连接组件包括夹具(8)、工作台(9)、前端盖(10)、套筒(11)、换能器导向套筒(12)、连接套筒(15)、支架体(19)和后端盖(25)；所述夹具(8)安装在工作台(9)上，前端盖(10)与套筒(11)的一端连接，套筒(11)的另一端与换能器导向套筒(12)的一端螺纹连接，且换能器导向套筒(12)安装在工作台(9)上，支架体(19)的一端与换能器导向套筒(12)的另一端连接，支架体(19)的另一端与缸体(23)的下端连接，后端盖(25)安装在缸体(23)的上端；所述芯棒(1)的连接段(101)与换能器(13)连接，并安装在换能器导向套筒(12)内，换能器导向套筒(12)安装在工作台(9)的上方。

2.根据权利要求1所述激光冲击和超声振动挤压协同强化装置，其特征在于，所述芯棒(1)的前锥段(104)和后锥段(106)轴向长度不超15mm，前锥段(104)和后锥段(106)的表面粗糙度Ra≤0.2μm，前锥角和后锥角为2.5～4°；所述工作环(105)的表面粗糙度Ra≤0.1μm。

3.根据权利要求1所述激光冲击和超声振动挤压协同强化装置，其特征在于，所述换能器(13)包括换能器前盖板(27)、预紧力螺钉(28)、压电陶瓷(29)、电极片(30)、换能器后盖板(31)、绝缘管(32)和绝缘片(33)；

所述芯棒(1)的连接段(101)与换能器前盖板(27)螺纹连接，换能器前盖板(27)上方依次安装绝缘片(33)、电极片(30)、压电陶瓷(29)，每对压电陶瓷(29)间都安装有电极片(30)，最上方的压电陶瓷(29)依次与电极片(30)、绝缘片(33)、换能器后盖板(31)相连，换能器(13)各个部分之间由预紧力螺钉(28)相连接，预紧力螺钉(28)外表面套有绝缘管(32)。