[发明专利]一种爆破阀拉力螺栓削弱槽表面超声冲击处理装置及其工作方法

摘要

一种爆破阀拉力螺栓削弱槽表面超声冲击处理装置及其工作方法，属于轴类零件周向槽表面强化装置与方法。该装置与方法将超声冲击振幅调整至20‑30μm，通过旋转带动机构驱动拉力螺栓旋转，使被冲击削弱槽双曲面的旋转线速度为0.8‑1.2 mm/s；开启电源，对拉力螺栓削弱槽进行冲击处理，冲击强度按每单位长度上的冲击时间计，为10‑15 s/mm为宜。大量实践证明：被处理的拉力螺栓削弱槽表面光洁，削弱槽形状保持不变；削弱槽底面沿拉力螺栓周向表面硬度、残余应力均匀一致，实现了削弱槽表面均匀一致的表面强化；完全的自动化操作，效率高，工艺重复性好；能够获得其它强化方法难以达到的大于1 mm的塑性变形层；加工过程清洁环保，对工件无污染；工艺简单，参数少，易于监控和调节。

主权项

1.一种爆破阀拉力螺栓削弱槽表面超声冲击处理装置，它包括冲击头、支撑托架、托架限位机构和工件旋转带动机构，所述冲击头包含冲击头外壳（1）、导向套（4）、回复弹簧（5）、冲击针（6）及固定螺母（3），冲击头与冲击枪本体连接后，冲击针（6）上端面与砧铁（2）下端面接触；所述导向套（4）采用阶梯圆柱形结构，导向套（4）的下端曲面与拉力螺栓（7）的工作段圆柱面相配合，沿导向套（4）轴线加工的导向孔，深度为冲击针（6）长度的二分之一，冲击针（6）的轴线始终与导向套（4）下端曲面法向一致，进而与被处理的拉力螺栓（7）削弱槽圆环法向一致；其特征是：所述冲击针（6）下端突出于导向套（4）之外，突出于导向套（4）下端的长度恰好为削弱槽的深度，突出于导向套（4）下端的冲击针（6）的形状与削弱槽形状相匹配，冲击针（6）的下端面形状为一曲面，该曲面与冲击针（6）过轴线剖面的交线同拉力螺栓（7）削弱槽形状相吻合；所述拉力螺栓（7）由支撑托架支撑，支撑托架包含托板（8）、U形板（9）、两块楔形滑块（10）、高度调节螺杆（11）、一组支撑轴承（12）和一组位置调节轴承（13），在使拉力螺栓（7）保持水平的同时，高度自由调节；支撑托架还能使拉力螺栓（7）在轴向任意移动，以实现冲击针（6）与削弱槽之间相对位置的自适应调节；所述托架限位机构采用一限位板（14），在限位板（14）上平面铣出两道沟槽，沟槽宽度恰好与U形板（9）下面的位置调节轴承（13）宽度相匹配，限位板（14）在超声冲击前固定在数控机床工作台上；所述工件旋转带动机构包含数控机床的旋转卡盘（15）、 一端呈音叉形的Z形杆（16）和一端卷成圆环、另一端伸直的长臂（17）；Z形杆（16）的一端由旋转卡盘（15）夹持，呈音叉形的另一端伸向卡盘前方；长臂（17）为金属板条，一端弯曲成环状夹持在拉力螺栓（7）靠近旋转卡盘（15）一端且经过保护的螺纹处，固定并防止滑动，另一端沿拉力螺栓（7）径向伸出；恰好插入Z形杆 （16）的音叉形枝杈内；旋转卡盘（15）带动Z形杆（16）旋转，并拨动长臂（17）带动拉力螺栓（7）以同一角速度转动。