自吸式殘余應(yīng)力高能消除裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種自吸式殘余應(yīng)力高能消除裝置，用于帶有狹小空間和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的金屬或非金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力消除。該裝置與被作用工件表面的接觸面是一個(gè)可更換的工裝，該工裝下部分可以很好地貼合被作用表面，上部分能夠與高能超聲激勵(lì)器耦合或與電磁鐵形成閉合回路，起到對(duì)狹小空間和異形區(qū)域殘余應(yīng)力的消除。另外，自吸式可以是電磁鐵自吸（針對(duì)聲磁耦合激勵(lì)，適合于鐵磁材料），也可以是真空吸盤式（針對(duì)超聲激勵(lì)，適用于非鐵磁性材料，如鋁合金、銅合金、鈦合金、不銹鋼、陶瓷、玻璃等材料）。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用靈活，殘余應(yīng)力消除效果明顯。
【專利說(shuō)明】自吸式殘余應(yīng)力高能消除裝置
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種自吸式殘余應(yīng)力高能消除裝置，特別是能夠適合于窄小空間里和異形區(qū)域內(nèi)殘余應(yīng)力的消除，屬于制造與工程科學(xué)領(lǐng)域。
二、【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械構(gòu)件加工或成形過(guò)程中，由于不均勻的應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)、溫度場(chǎng)和組織不均勻性，在形變后的變形體內(nèi)保留下來(lái)的應(yīng)力即為殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的存在不僅降低構(gòu)件靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，使其在制造和使用時(shí)產(chǎn)生變形和開裂等工藝缺陷，而且在制造后的自然釋放過(guò)程中還會(huì)影響材料的抗疲勞、抗脆斷等特性。因此，消除機(jī)械構(gòu)件中的殘余應(yīng)力是制造與工程科學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要課題。
[0003]常用的傳統(tǒng)消除機(jī)械構(gòu)件中殘余應(yīng)力的方法有錘擊法和熱處理法，這兩種方法不僅對(duì)金屬和非金屬材料，而且對(duì)復(fù)雜形狀構(gòu)件都有很好的消除效果。但是，這兩種方法效率低下、污染嚴(yán)重，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)提出的增效率、減污染的要求。通過(guò)文獻(xiàn)檢索，發(fā)現(xiàn)新的消除工藝和裝置不斷出現(xiàn)。如專利:(郭敬東，王景鵬，王寶全.一種消除鋼中殘余應(yīng)力的方法[P].申請(qǐng)?zhí)?200710012265.3,2007.)提出了一種消除鋼中殘余應(yīng)力的脈沖電流處理方法，該方法效率高，操作簡(jiǎn)便。但是，該方法只提到了對(duì)鋼材中殘余應(yīng)力的消除，而無(wú)法用于銅材、鋁材以及非金屬材料如陶瓷、玻璃等的殘余應(yīng)力消除作業(yè)中。專利:(王明道，王自成，袁金磊.一種提高金屬材料耐磨性能的方法[P].申請(qǐng)?zhí)?200710051704.1, 2007.)發(fā)明了一種通過(guò)耦合超聲場(chǎng)和電磁場(chǎng)處理金屬材料，在金屬材料熱處理基礎(chǔ)上降低殘余應(yīng)力，減小不完全相變的程度，使得零件抗磨損性能大幅提高的方法。該方法的缺點(diǎn)是只能對(duì)金屬材料進(jìn)行處理，無(wú)法消除非金屬構(gòu)件殘余應(yīng)力，而且也不能處理復(fù)雜形狀構(gòu)件。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種自吸式殘余應(yīng)力高能消除裝置，該裝置不僅能夠用于金屬或非金屬材料的殘余應(yīng)力消除，而且通過(guò)接觸處可更換的工裝，實(shí)現(xiàn)狹小空間和異形區(qū)域(如直角、三角、T形、多邊交匯處等形狀)殘余應(yīng)力的消除。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，殘余應(yīng)力高能消除裝置與被作用工件表面的接觸面是一個(gè)可更換的工裝，該工裝下部分可以很好地貼合被作用表面，上部分能夠與高能超聲激勵(lì)器耦合或與電磁鐵形成閉合回路，起到對(duì)狹小空間和異形區(qū)域殘余應(yīng)力的消除。另外，自吸式可以是電磁鐵自吸(針對(duì)聲磁耦合激勵(lì)，適合于鐵磁材料)，也可以是真空吸盤式(針對(duì)超聲激勵(lì)，適用于非鐵磁性材料，如鋁合金、銅合金、鈦合金、不銹鋼、陶瓷、玻璃等材料)。
四、【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1磁吸式殘余應(yīng)力高能消除裝置示意圖
[0007]圖2真空吸盤式殘余應(yīng)力高能消除裝置示意圖
[0008]圖3安裝柔性工裝后的殘余應(yīng)力高能消除裝置示意圖[0009]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:磁吸表座1，殘余應(yīng)力高能消除裝置2，扶手3，檢測(cè)傳感器引出線接口4，高能超聲激勵(lì)器引出線接口 5，高能磁場(chǎng)激勵(lì)器引出線接口 6，真空吸盤7，直角工件8，柔性工裝9。 五、【具體實(shí)施方式】
[0010]下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0011]如圖1所示，對(duì)于鐵磁性材料，殘余應(yīng)力高能消除裝置2可采用聲磁耦合激勵(lì)的方式，其兩側(cè)裝有磁吸表座I。磁吸表座I能提供強(qiáng)磁吸力，用于將殘余應(yīng)力高能消除裝置2緊固在構(gòu)件表面，同時(shí)能方便斷磁，用于將高能消除裝置2取下。磁吸表座I的尺寸選取應(yīng)與高能消除裝置2其它部件的大小一致，如選擇外形尺寸為:長(zhǎng)20~80mm，寬50~100mm，高50~150_，從而確保整體美觀。磁吸表座I的裝配可以位于殘余應(yīng)力高能消除裝置2的左右方向和前后方向，依據(jù)對(duì)殘余應(yīng)力調(diào)控時(shí)離焊縫的遠(yuǎn)近需要來(lái)確定。
[0012]由于鐵磁線圈重量大，扶手3可方便殘余應(yīng)力高能消除裝置2的搬動(dòng)；殘余應(yīng)力高能消除裝置2的一面安裝有檢測(cè)傳感器引出線接口 4，高能超聲激勵(lì)器引出線接口 5，高能磁場(chǎng)激勵(lì)器引出線接口 6。
[0013]如圖2所示，對(duì)于非鐵磁性材料，如鋁合金、銅合金、鈦合金、不銹鋼、陶瓷、玻璃等材料，殘余應(yīng)力高能消除裝置2可采用高能超聲激勵(lì)的方式，其兩側(cè)裝有真空吸盤7。真空吸盤7能提供強(qiáng)吸力，用于將殘余應(yīng)力高能消除裝置2緊固在構(gòu)件表面，同時(shí)能方便斷磁，用于將高能消除裝置2取下。真空吸盤7的尺寸選取應(yīng)與高能消除裝置2其它部件的大小一致，確保整體美觀。真空吸盤7的裝配可以位于殘余應(yīng)力高能消除裝置2的左右方向和前后方向，依據(jù)對(duì)殘余應(yīng)力調(diào)控時(shí)離焊縫的遠(yuǎn)近需要來(lái)確定。
[0014]殘余應(yīng)力高能消除裝置2的一面安裝有檢測(cè)傳感器引出線接口 4，高能超聲激勵(lì)器引出線接口 5。
[0015]如圖3所示，對(duì)于狹小空間和異形區(qū)域(如直角、三角、T形、多邊交匯處等形狀)殘余應(yīng)力的消除，可以在殘余應(yīng)力高能消除裝置2的工作部位連接柔性工裝9，該工裝下部分可以很好地貼合被作用表面，上部分能夠與高能超聲激勵(lì)器耦合或與電磁鐵形成閉合回路。
[0016]在利用自吸式殘余應(yīng)力高能消除裝置對(duì)構(gòu)件殘余應(yīng)力進(jìn)行調(diào)控時(shí)，須首先在作用區(qū)域凃抹耦合劑，用于殘余應(yīng)力檢測(cè)所需。然后使用扶手將裝置放于作用區(qū)域，通過(guò)磁吸表座I或真空吸盤7將裝置牢固吸附在工件上。而后插上相應(yīng)引線，設(shè)置調(diào)控參數(shù)開始調(diào)控，待調(diào)控結(jié)束后，斷開吸力，用扶手將裝置取下。
【權(quán)利要求】
1.自吸式殘余應(yīng)力高能消除裝置，其特征在于，該裝置不僅能夠用于金屬或非金屬材料的殘余應(yīng)力消除，而且通過(guò)接觸處可更換的工裝，實(shí)現(xiàn)狹小空間和異形區(qū)域(如直角、三角、T形、多邊交匯處等形狀)殘余應(yīng)力的消除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自吸式，其特征在于，自吸式可以是電磁鐵自吸(針對(duì)聲磁耦合激勵(lì)，適合于鐵磁材料)，也可以是真空吸盤式(針對(duì)超聲激勵(lì)，適用于非鐵磁性材料，如鋁合金、銅合金、鈦合金、不銹鋼、陶瓷、玻璃等材料)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可更換的工裝，其特征在于，該工裝下部分可以很好地貼合被作用表面，上部分能夠與高能超聲激勵(lì)器耦合或與電磁鐵形成閉合回路，起到對(duì)狹小空間和異形區(qū)域殘余應(yīng)力的消除。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自吸式殘余應(yīng)力高能消除裝置，其特征在于，在利用自吸式殘余應(yīng)力高能消除裝置對(duì)構(gòu)件殘余應(yīng)力進(jìn)行調(diào)控時(shí)，須首先在作用區(qū)域凃抹耦合劑，用于殘余應(yīng)力檢測(cè)所需。然后使用扶手將裝置放于作用區(qū)域，通過(guò)磁吸表座或真空吸盤將裝置牢固吸附在工件上。而后插上相應(yīng)引線，設(shè)置調(diào)控參數(shù)開始調(diào)控，待調(diào)控結(jié)束后，斷開吸力，用扶手將裝置取下。
【文檔編號(hào)】C04B41/00GK103834795SQ201410100542
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】徐春廣, 宋文濤, 潘勤學(xué), 肖定國(guó), 李驍, 靳鑫, 李煥新, 劉帥 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)