[发明专利]一种用于航空发动机压气机轮盘榫槽的超声喷丸强化装置

说明书

本申请提供了一种用于航空发动机压气机轮盘榫槽的超声喷丸强化装置，该超声喷丸强化装置包括：工作台；设置工作台上的压气机轮盘夹持装置，所述压气机轮盘夹持装置连接具有榫槽的压气机轮盘，用于调节所述压气机轮盘的水平角度及控制所述压气机轮盘进行旋转；固定在工作台上的滑台模组，所述滑台模组具有能够竖向调节的滑块；安装在所述滑块上的支架；以及固定在所述支架上的喷丸腔室及超声振动装置，所述喷丸腔室上侧具有开口、下侧具有通孔，喷丸腔室的上侧开口适配于压气机轮盘的榫槽，超声振动装置具有振动头，所述振动头部分伸入至喷丸腔室下侧的通孔内，通过向喷丸腔室内注入预定数量的弹丸，实现超声振动装置的振动头对弹丸的振动激励。

技术领域

本申请属于喷完强化技术领域，特别涉及一种用于航空发动机压气机轮盘榫槽的超声喷丸强化装置。

背景技术

航空发动机压气机在工作时转子叶片会产生较大的离心力及气动力，转子叶片承受的离心力及气动力会传递给压气机轮盘，从而在压气机轮盘榫槽部位产生应力集中。

为了提高榫槽部位的疲劳强度，需要对榫槽进行强化。但轮盘榫槽区域空间狭小、结构复杂，且具有凹槽和遮蔽等特征结构，且受限于尺寸要求，传统的喷丸、喷砂等表面强化工艺易引起丸料堆积、粗糙度高、表面强化不均匀等问题，进而导致榫槽的强化区域应力分布不均、易超差变形。且传统的喷丸强化通常采用压缩空气作为冲击能量，工艺可控性较差，在每次喷丸后需要对弹丸进行收集、清理以及破粒去除，工作环境污染大。

发明内容

本申请的目的是提供了一种用于航空发动机压气机轮盘榫槽的超声喷丸强化装置，利用超声喷丸强化对轮盘榫槽进行喷丸强化处理，以提高榫槽表面强度，均匀榫槽区域应力分布，提高航空发动机压气机轮盘零件性能。

本申请提供的技术方案是：一种用于航空发动机压气机轮盘榫槽的超声喷丸强化装置，包括：

工作台；

设置工作台上的压气机轮盘夹持装置，所述压气机轮盘夹持装置连接具有榫槽的压气机轮盘，用于调节所述压气机轮盘的水平角度及控制所述压气机轮盘进行旋转；

固定在工作台上的滑台模组，所述滑台模组具有能够竖向调节的滑块；

安装在所述滑块上的支架；以及

固定在所述支架上的喷丸腔室及超声振动装置，所述喷丸腔室上侧具有开口、下侧具有通孔，喷丸腔室的上侧开口适配于压气机轮盘的榫槽，超声振动装置具有振动头，所述振动头部分伸入至喷丸腔室下侧的通孔内，通过向喷丸腔室内注入预定数量的弹丸，实现超声振动装置的振动头对弹丸的振动激励。

进一步的，所述压气机轮盘夹持装置包括摇篮五轴转台和胀形夹具，所述摇篮五轴转台具有偏转轴和旋转轴，胀形夹具连接于摇篮五轴转台旋转轴的转轴台面与压气机轮盘的轮盘轴之间，通过所述摇篮五轴转台能够控制所述压气机轮盘的偏转角度与转动速度。

进一步的，所述滑台模组包括滑块、丝杆、手轮、滑台底座及滑杆，所述滑台底座固定安装在工作台上，所述丝杆及滑杆穿过所述滑块而竖向安装在所述滑台底座上，所述手轮连接在丝杆的末端，通过转动手轮能够控制所述滑块沿着滑杆在滑台底座上移动。

进一步的，所述支架成U型，U型支架的底部固定在滑块上，U型支架的开口内安装喷丸腔室。

进一步的，所述超声振动装置包括振动头、变幅杆、超声波换能器及超声波发生器，所述超声波发生器用于产生超声信号，超声波换能器提供线缆连接于超声波发生器，用于将超声信号转化为机械振动，变幅杆连接在振动头与超声波换能器之间，用于将机械振动幅值放大并传递给振动头。

进一步的，所述超声振动装置包括气管接头，所述气管接头通过气管与气泵相连，用于对超声振动装置进行气冷。

进一步的，所述振动头深入喷丸腔室内腔的距离为0.5mm～1mm。