强化装置、数控机床、强化模具的方法制造方法及图纸

一种强化装置、数控机床、强化模具的方法，涉及超声加工领域。一种强化装置，用于对模具进行强化处理，包括：强化工具头、与强化工具头连接并驱动强化工具头以预设的方式敲击模具的超声波换能器，强化工具头具有用于与模具接触的敲击面，敲击面的硬度大于模具的硬度。通过高频锤击于模具表面，在模具表面形成残余压应力，从而延长材料的疲劳寿命、耐磨损及耐蚀强度。一种数控机床，包括强化装置。能便捷精确地控制强化装置。一种强化模具的方法，将待强化的模具设置于数控机床，使敲击面与待强化的模具相对。通过超声波换能器驱动强化工具头，使敲击面以预设的频率和振幅敲击待强化的模具。能提高模具表面的疲劳寿命、耐磨损及耐蚀强度。

【技术实现步骤摘要】
强化装置、数控机床、强化模具的方法
本专利技术涉及超声加工领域，具体而言，涉及一种强化装置、数控机床、强化模具的方法。
技术介绍
现有技术中具有复杂型腔的金属模具使用过程中经常会出现开裂、塑性变形、磨损等失效形式，并且有可能同时出现多种损坏形式，各种损伤之间又相互渗透、相互促进、各自发展。损坏的发展会导致模具疲劳寿命缩短，进而失去正常功能，甚至失效。疲劳寿命是指零件和构件在低于自身材料屈服极限的交变应力(或应变)的反复作用下，应力集中部位萌生裂纹并在一定条件下扩展，最终突然断裂的时间。目前降低模具失效提高模具疲劳寿命的方法主要采用模具表面强化工艺，典型有：气体氮化法、离子氮化法、电火花表面强化法、渗硼、TD法、CVD法、PVD法、激光表面强化法、离子注入法、等离子喷涂法等。但是，这些模具表面强化工艺对于模具基体材料的原始综合力学性能具有一定的削弱或影响作用，反而会影响模具使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种强化装置，通过高频锤击于模具表面，在模具表面形成残余压应力，从而延长材料的疲劳寿命、耐磨损以及耐腐蚀强度。本专利技术的另一目的在于提供一种数控机床，可便捷精确地控制强化装置。本专利技术的另一目的在于提供一种强化模具的方法，可使得强化装置有效地作用于带强化的模具表面，从而提高模具表面的疲劳寿命、耐磨损以及耐腐蚀强度。本专利技术是这样实现的：一种强化装置，用于对模具进行强化处理，强化装置包括：强化工具头、与强化工具头连接并驱动强化工具头以预设的方式敲击模具的超声波换能器，强化工具头具有用于与模具接触的敲击面，敲击面的硬度大于模具的硬度。优选地，敲击面的形状为弧形。优选地，敲击面的曲率半径小于模具与敲击面的接触区域的曲率半径。优选地，强化装置还包括用于为超声波换能器提供电源并可控地调节超声波换能器的输出振幅和频率的超声波发生器，超声波发生器与超声波换能器电连接。优选地，强化装置还包括用于增加振幅的变幅杆，变幅杆一端与超声波换能器连接，另一端与强化工具头连接。优选地，变幅杆与强化工具头刚性连接。一种数控机床，包括强化装置。优选地，数控机床还包括与强化装置匹配连接的传动轴，传动轴受控地驱动强化工具头使敲击面按预设的轨迹运动。一种强化模具的方法，包括以下步骤：将待强化的模具设置于数控机床，使敲击面与待强化的模具相对；通过超声波换能器驱动强化工具头，使敲击面以预设的频率和振幅敲击待强化的模具。优选地，在将待强化的模具设置于数控机床的步骤中，敲击面与待强化的模具之间的距离小于超声波换能器空载时的最小振幅，且敲击面与待强化的模具之间的距离大于极限间隙。上述方案的有益效果：本专利技术提供了一种强化装置、数控机床、强化模具的方法，强化装置的超声波换能器能提供为纯粹的机械振动的高频振动，此高频振动锤击于模具的表面，形成残余压应力，从而延长材料的疲劳寿命、耐磨损以及耐腐蚀强度。数控机床采用了此强化装置，通过联动控制强化装置，可便捷精确地控制强化工具头锤击于模具表面。并且提供了一种强化模具的方法，将待强化的模具设置于数控机床，使敲击面与待强化的模具相对。通过超声波换能器驱动强化工具头，使敲击面以预设的频率和振幅敲击待强化的模具。能提高模具表面的疲劳寿命、耐磨损及耐蚀强度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为为本专利技术实施例1提供的强化装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例1提供的强化装置作用于模具表面的结构示意图；图3为图2的Ⅲ部位的局部放大示意图；图4为本专利技术实施例1提供的数控机床的结构示意图；图5为本专利技术实施例2提供的数控机床的结构示意图。图标：100-强化装置；200-数控机床；300-数控机床；105-传动轴；107-底座；109-床身；111-工作台；113-模具；115-超声波换能器；117-超声波发生器；119-变幅杆；121-强化工具头；123-第一端；125-第二端；127-机床夹具；129-数字显示屏装置；131-第三端；133-第四端。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1本实施例提供了一种强化装置100，参阅图1，强化装置100包括：超声波发生器117、超声波换能器115、变幅杆119、强化工具头121。超声波发生器117分别与超声波换能器115、超声波换能器115连接，变幅杆119分别与超声波换能器115、强化工具头121连接。强化工具头121作用于如图2所示的模具113。强化装置100所提供的强化方式为纯粹机械振动，与现有技术中采用的与模具113基体表面材料发生热、元素之间的交换或反应不同，纯粹的机械振动不会削弱或影响模具113基体材料的原始综合力学性能，也不会影响模具113使用寿命。其中，超声波发生器117作用是把市电转换成与超声波换能器115相匹配的高频交流电信号，驱动超声波换能器115工作。本实施例中，超声波发生器117使用的超声波频率为25KHz。当然，在本技术的其他实施例中，也可根据需要，采用其他的超声波频率，例如20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz、80KHz、100KHz等。强化装置100可以设置超声波发生器117，也可以不设置超声波发生器117，而是由其他的外设装置如数字电源向超声波换能器115提供匹配的电激励。其中，超声波换能器115能把超声波发生器117所输出的电功率转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强化装置，用于对模具进行强化处理，其特征在于，所述强化装置包括：强化工具头、与所述强化工具头连接并驱动所述强化工具头以预设的方式敲击模具的超声波换能器，所述强化工具头具有用于与所述模具接触的敲击面，所述敲击面的硬度大于所述模具的硬度。

【技术特征摘要】
1.一种强化装置，用于对模具进行强化处理，其特征在于，所述强化装置包括：强化工具头、与所述强化工具头连接并驱动所述强化工具头以预设的方式敲击模具的超声波换能器，所述强化工具头具有用于与所述模具接触的敲击面，所述敲击面的硬度大于所述模具的硬度。2.根据权利要求1所述的强化装置，其特征在于，所述敲击面的形状为弧形。3.根据权利要求2所述的强化装置，其特征在于，所述敲击面的曲率半径小于所述模具与所述敲击面的接触区域的曲率半径。4.根据权利要求1所述的强化装置，其特征在于，所述强化装置还包括用于为所述超声波换能器提供电源并可控地调节所述超声波换能器的输出振幅和频率的超声波发生器，所述超声波发生器与所述超声波换能器电连接。5.根据权利要求1至4中任一项所述的强化装置，其特征在于，所述强化装置还包括用于增加振幅的变幅杆，所述变幅杆一端与所述超声波换能器连接，另一端与所述强化工具头连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成冬，徐进，刘国良，熊新，郑竹安，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32