[发明专利]一种摆动容积交变微孔内表面强化装置

说明书

本发明公开一种对微型孔的内表面进行强化加工的摆动容积交变式微孔内表面强化装置，底座的上表面是凹球面，缸体的底部缸底的下表面是凸球面，底座的上表面是凹球面，凹球面与凸球面的球心重合，凹球面与凸球面之间布置多个与缸底固定连接的滚珠，在缸体的内部底壁上竖直置放工件，工件中间开有竖直的微孔中注满液体，件的正上方连接顶盖，顶盖的中心通孔中设有活塞，活塞正中间固定连接竖直的连接杆下端，连接杆上端向上伸出顶盖上方且固定套在水平布置的摆动轴上，摆动轴由摆动马达驱动来回转动，摆动轴的中心在所述球心的正上方，与球心之间具有偏心距；采用摆动式容积交变产生空化，对微孔内表面进行强化处理。

技术领域

本发明属于表面机械加工领域，具体是一种对微型孔的内表面进行强化加工的装置。

背景技术

目前，机械零部件的加工趋向于微型化、高精度化，尤其是在航空航天等领域，对微孔内表面的质量要求越来越高，因此微孔的加工以及孔内表面的强化受到关注。孔内表面的传统强化技术主要有机械强化喷丸和冷挤压强化，机械喷丸的方法是通过弹丸与孔内表面发生碰撞，使孔内表面产生残余应力，从而对孔内表面起到强化作用，增加孔的寿命。冷挤压强化的原理是用一个比待强化孔径略大的芯棒采用强行挤压的方式通过孔径，通过挤压力使孔内表面产生残余应力，由于弹丸和芯棒的限制，无法加工小直径的微型孔，并且对孔内表面的强化效果不均匀。

中国专利公开号为CN105463162A的文献中公开一种金属结构件孔内表面电液强化装置，根据电液效应，利用与高压脉冲电源相连接的电极对在末端放电，或利用与电极对相连接的桥丝在放电过程中产生的瞬间大电流的高温放电通道，放电通道周围液体汽化迅速膨胀，在液体介质中产生强大的冲击波和高速水流动压，作用在待强化孔内壁，使孔内壁发生一定量的塑性变形，从而在孔的内表面引入残余压应力而实现强化效果。但这种强化方法只能应用于金属结构件，并且耗能大、有污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种浸没式摆动容积交变微孔内表面强化装置，利用容积交变产生空化对微内孔进行强化，解决传统强化工艺残余应力分布不均匀、无法加工微小孔等问题，并且对各种工件材料都可以进行加工。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：最底部是底座，底座的上表面是凹球面，底座的正上方是缸体，缸体的底部是缸底，缸底的下表面是凸球面，底座的上表面是凹球面，所述凹球面与所述凸球面的球心O₂重合，所述凹球面与所述凸球面之间布置多个与缸底固定连接的滚珠；在缸体的内部底壁上竖直置放工件，工件中间开有竖直的微孔，微孔中注满液体；工件的正上方连接顶盖，顶盖开有的中心通孔与微孔相通；顶盖的中心通孔中设有活塞，活塞正中间固定连接竖直的连接杆下端，连接杆上端向上伸出顶盖上方且固定套在水平布置的摆动轴上，摆动轴由摆动马达驱动来回转动；由微孔和活塞下方的顶盖中心通孔形成密闭腔室；所述摆动轴的中心O₁在所述球心O₂的正上方，与球心O₂之间具有偏心距。

所述的连接杆、活塞、顶盖、工件、微孔、缸体、底座的凹球面以及缸底的凸球面具有相同的竖直的中心轴，摆动轴的中心O₁以及球心O₂均在该竖直的中心轴上。

本发明采用上述技术方案后，具有以下有益效果：

1、本发明利用密闭容积的交变使容积内的液体压力发生变化，当液体压力低于饱和蒸气压时，液体内部产生空化气泡，气泡溃灭过程中会对外部产生冲击力，使孔内表面产生残余应力，提高孔内表面的质量和使用寿命。

2、采用摆动式容积交变产生空化，对微孔内表面进行强化处理，装置简单，方便操作。对于直径小的细长孔，经空化强化处理后，孔内表面产生残余应力，提高了孔的疲劳寿命，与一般的强化处理相比，本发明对孔的强化更加均匀，效果更好，实现较好的表面质量，加工过程环保没有污染。

3、本发明不受工件材料的限制，可以强化各种材料、各种形状的微型孔。