一种超声振动挤压装置及超声振动挤压装置控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种超声振动挤压装置及超声振动挤压装置控制方法。其中，超声振动挤压装置包括：挤压头、直线电机、压力传感器和控制系统；控制系统，用于根据实际值与预设值的对比结果，控制直线电机带动挤压头调整位置，使得挤压头和工件之间挤压力的实际值等于预设值。其中，超声振动挤压装置控制方法包括：S1、设定挤压头和工件之间挤压力的预设值；S2、获取挤压头和工件之间挤压力的实际值，并根据实际值与预设值的对比结果，调整挤压头的位置；S3、重复执行步骤S2，直至挤压力的实际值等于预设值。本发明专利技术提供的一种超声振动挤压装置及超声振动挤压装置控制方法，能准确控制挤压力，保持加压过程中的挤压力大小恒定。

An ultrasonic vibration extrusion device and a control method for ultrasonic vibration extruding device

The invention provides an ultrasonic vibration extrusion device and a control method of an ultrasonic vibration extrusion device. The ultrasonic vibration extrusion device comprises an extrusion head, linear motor, pressure sensor and control system; control system, according to the actual value compared with the preset value, the control of linear motor driven extrusion head position adjustment, the actual value between the extrusion head and the workpiece pressure is equal to the preset value. The device control method includes ultrasonic vibration extrusion: S1, set the preset value between extrusion head and workpiece extrusion pressure; S2, obtain the extrusion head and the workpiece pressure actual value, and according to the actual value compared with the preset value, adjusting the extrusion head position; S3, repeat step S2, until the the actual pressure value is equal to the preset value. The ultrasonic vibration extrusion device and the ultrasonic vibration extrusion device control method provided by the invention can accurately control the extrusion force and maintain the constant extrusion pressure in the compression process.

【技术实现步骤摘要】
一种超声振动挤压装置及超声振动挤压装置控制方法
本专利技术涉及金属加工领域，更具体地，涉及一种超声振动挤压装置及超声振动挤压装置控制方法。
技术介绍
目前，随着超声加工技术的发展，将超声振动引入到表面强化工艺中，即进行超声表面强化，已成为表面强化技术发展的新方向。超声表面强化技术是在传统的表面强化工艺基础上施加超声振动，实现超声加工技术和传统表面强化技术的优势互补，达到优良的强化效果，并提高了效率。超声表面强化技术较好地解决了部分机器零部件的磨损、腐蚀和疲劳难题，特别是在低刚度零件，如薄壁/薄板零件和细长轴的表面强化方面，取得了很好的应用效果。在超声振动挤压加工过程中，挤压力是影响挤压加工后工件表面质量的一个非常重要的参数。挤压力过小时，挤压头与工件表面之间的接触不充分，难以在零件表面产生塑性变形或者塑性变形的深度较小；而当挤压力过大时，挤压头又与工件表面之间的接触过紧，会抑制挤压头做超声频的机械振动，甚至可能会使挤压头与工件表面之间变为纯摩擦运动，从而失去了超声振动挤压的作用。在实际加工过程中，挤压力大小难以准确测量和控制，传统的做法是采用挤压过盈量来控制挤压力，但挤压过盈量由于材料等因素不同，不容易被控制，从而导致挤压力不准确。
技术实现思路
为克服现有技术存在的不能准确控制挤压力的不足，本专利技术提供一种超声振动挤压装置及超声振动挤压装置控制方法。根据本专利技术的一个方面，一种超声振动挤压装置包括：挤压头、直线电机、压力传感器和控制系统；所述压力传感器用于测量所述挤压头和工件之间挤压力的实际值，并将所述实际值发送给所述控制系统；所述控制系统分别与所述压力传感器和所述直线电机电连接；所述控制系统，用于根据所述实际值与所述挤压头和工件之间挤压力的预设值的对比结果，控制所述直线电机带动所述挤压头调整位置，使得所述挤压头和工件之间挤压力的实际值等于所述预设值。优选地，一种超声振动挤压装置还包括：套筒和法兰；所述套筒包括套筒前端盖；所述法兰上设有一个法兰凸块；所述法兰凸块伸出所述套筒的侧表面；所述压力传感器的第一端与所述套筒前端盖固连接，第二端与所述法兰凸块固连接。优选地，一种超声振动挤压装置还包括：超声变幅杆；所述超声变幅杆设置在所述套筒内；所述超声变幅杆的末端伸出所述套筒前端盖；所述超声变幅杆的末端与安装有所述挤压头的挤压头安装件进行螺纹连接。优选地，一种超声振动挤压装置还包括：超声波换能器和超声电源；所述超声波换能器设置在所述套筒内；所述超声波换能器和所述超声变幅杆通过所述法兰连接；所述超声电源与所述超声换能器通过航空插头连接。优选地，所述法兰还包括：多个法兰导向块；所述法兰凸块和所述多个法兰导向块沿所述法兰的周向均匀分布；所述套筒的内壁上设有多个与所述多个法兰导向块一一对应的套筒导向槽。优选地，所述套筒安装在所述直线电机上；所述套筒在所述直线电机的驱动下进行轴向伸缩运动。优选地，所述挤压头安装件和所述挤压头的外侧设有预紧螺母；所述预紧螺母用于压紧所述挤压头安装件和所述挤压头。优选地，所述挤压头的形状包括：球形、圆柱形或椭圆形；所述挤压头安装件及所述预紧螺母的形状与所述挤压头的形状匹配，以使得所述预紧螺母压紧所述挤压头安装件和所述挤压头。根据本专利技术的另一个方面，一种超声振动挤压装置控制方法包括：S1、设定挤压头和工件之间挤压力的预设值；S2、获取挤压头和工件之间挤压力的实际值，并根据所述实际值与所述预设值的对比结果，调整所述挤压头的位置；S3、重复执行步骤S2，直至所述挤压头和工件之间挤压力的实际值等于所述预设值。优选地，所述步骤S2中的根据所述实际值与所述预设值的对比结果，调整所述挤压头的位置，进一步包括：当所述实际值大于所述预设值时，后移所述挤压头；当所述实际值小于所述预设值时，前移所述挤压头；当所述实际值等于所述预设值时，不调所述整挤压头的位置。本专利技术提供的一种超声振动挤压装置及超声振动挤压装置控制方法，根据挤压力的实际值与预设值的对比结果，调整挤压头位置使挤压头和工件之间挤压力的实际值等于预设值，能准确控制挤压力，保持加压过程中的挤压力大小恒定。附图说明图1为本专利技术实施例一种超声振动挤压装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例一种超声振动挤压装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例一种超声振动挤压装置的压力传感器安装示意图；图4为本专利技术实施例一种超声振动挤压装置的法兰和套筒的结构示意图；图5为本专利技术实施例一种超声振动挤压装置的挤压头安装示意图；图6为本专利技术实施例一种超声振动挤压装置控制方法的流程图；图7为本专利技术实施例一种超声振动挤压装置的工作流程图；附图标记说明：101—挤压头；102—直线电机；103—压力传感器；104—控制系统；105—套筒；106—法兰凸块；107—套筒前端盖；108—超声变幅杆；109—挤压头安装件；110—超声波换能器；111—法兰导向块；112—套筒导向槽；113—预紧螺母；114—超声电源；115—航空插头；116—套筒安装座；1021—直线电机驱动部件；1022—滑动平台。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1为本专利技术实施例一种超声振动挤压装置的结构示意图。如图1所示，一种超声振动挤压装置包括：挤压头101、直线电机102、压力传感器103和控制系统104；压力传感器103用于测量挤压头101和工件之间挤压力的实际值，并将实际值发送给控制系统104；控制系统104分别与压力传感器103和直线电机102电连接；控制系统104用于根据实际值与挤压头101和工件之间挤压力的预设值的对比结果，控制直线电机102带动挤压头101调整位置，使得挤压头101和工件之间挤压力的实际值等于预设值。具体地，一种超声振动挤压装置包括：挤压头101、直线电机102、压力传感器103和控制系统104。当挤压头101与工件接触时，挤压头101和工件之间会产生挤压力。该挤压力的实际值，可以通过压力传感器103测量。压力传感器103通过测量，获得挤压头101和工件之间挤压力的实际值。压力传感器103与控制系统104电连接，将测量获得的挤压头101和工件之间挤压力的实际值转变为电信号发送给控制系统104。控制系统104与压力传感器103电连接，接收压力传感器103发送的电信号，根据该电信号获取挤压头101和工件之间挤压力的实际值。控制系统104也和直线电机102电连接，向直线电机102发送控制信号。直线电机102与控制系统104电连接，接收控制系统104发送的控制信号，并根据控制信号带动挤压头101调整位置，从而调整挤压头101与工件之间的挤压力。控制系统104，接收压力传感器103发送的挤压头101和工件之间挤压力的实际值后，将该实际值与挤压头101和工件之间挤压力的预设值进行对比，并根据对比结果，向直线电机102发送相应的控制信号；直线电机102根据该控制信号工作，使挤压头101在直线电机102的带动下调整位置；当挤压头101到达合适位置时，挤压头101和工件之间挤压力的实际值等于预设值。控制系统104可以将压力传感器103发送的挤压头101和工件之间挤压力的实际值，以及挤压头101和工件之间挤压力的预设值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声振动挤压装置，其特征在于，包括：挤压头、直线电机、压力传感器和控制系统；所述压力传感器用于测量所述挤压头和工件之间挤压力的实际值，并将所述实际值发送给所述控制系统；所述控制系统分别与所述压力传感器和所述直线电机电连接；所述控制系统，用于根据所述实际值与所述挤压头和工件之间挤压力的预设值的对比结果，控制所述直线电机带动所述挤压头调整位置，使得所述挤压头和工件之间挤压力的实际值等于所述预设值。

【技术特征摘要】
1.一种超声振动挤压装置，其特征在于，包括：挤压头、直线电机、压力传感器和控制系统；所述压力传感器用于测量所述挤压头和工件之间挤压力的实际值，并将所述实际值发送给所述控制系统；所述控制系统分别与所述压力传感器和所述直线电机电连接；所述控制系统，用于根据所述实际值与所述挤压头和工件之间挤压力的预设值的对比结果，控制所述直线电机带动所述挤压头调整位置，使得所述挤压头和工件之间挤压力的实际值等于所述预设值。2.根据权利要求1所述的超声振动挤压装置，其特征在于，还包括：套筒和法兰；所述套筒包括套筒前端盖；所述法兰上设有一个法兰凸块；所述法兰凸块伸出所述套筒的侧表面；所述压力传感器的第一端与所述套筒前端盖固连第二端与所述法兰凸块固连接。3.根据权利要求2所述的超声振动挤压装置，其特征在于，还包括：超声变幅杆；所述超声变幅杆设置在所述套筒内；所述超声变幅杆的末端伸出所述套筒前端盖；所述超声变幅杆的末端与安装有所述挤压头的挤压头安装件进行螺纹连接。4.根据权利要求3所述的超声振动挤压装置，其特征在于，还包括：超声波换能器和超声电源；所述超声波换能器设置在所述套筒内；所述超声波换能器和所述超声变幅杆通过所述法兰连接；所述超声电源与所述超声换能器通过航空插头连接。5.根据权利要求2所述的超声振动挤压装置，其特征在于，所述法兰还包括：多个法兰导向块；所述法兰凸块和所述多个法兰...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁松梅，唐志祥，宋衡，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11