专利名称：斜角度超声冲击枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超声冲击枪。特别是涉及一种方便、快速、低成本、适应各种空间位置和角度的斜角度超声冲击枪。
背景技术：
随着机械零部件和结构广泛地应用在船舶、压力容器、车辆、桥梁、海洋工程、工程机械、航空航天、电力、冶金等重要领域，如何保证它们在役期间安全运行成为重大课题。引发机械结构装备失效的物理机制很多，如疲劳、蠕变、腐蚀、脆性断裂、磨损等，其中疲劳损伤问题较为常见。如由于提速，已使机械零部件疲劳问题成为影响铁路行车安全和钢轨使用寿命的重要伤损机制；再如轧钢设备中冷轧辊接触疲劳损伤问题迄今也没有得到妥善解决，严重地影响它们的使用寿命。因此，研究提高机械零部件和结构的抗疲劳方法，延长其有效服役寿命，保证机械装备可靠安全地运行，具有重要的经济和实用价值，有着广阔应用前景。
现阶段国内外主要采用TIG熔修、锤击和喷丸等方法来提高机械部件和结构的疲劳性能，但这些方法劳动强度大、能耗高而且会产生负面影响。超声冲击以其执行机构轻巧，可控性好，使用灵活方便、噪音极小、效率高、应用时受限少，成本低而且节能等优点，适用于各种接头，是一种理想的焊后改善焊接接头疲劳性能的方法。
如图1所示的直线型无角度超声冲击枪，是由超声电源(即超声波发生器)和执行机构(即直线型无角度超声冲击枪)两部分组成。采用半数字化和数字化控制超声波发生器，其作用是将工频交流电转换为超声频振荡，以供给冲击枪工作头能量。
但是，当处理一些结构复杂的工件或较为特殊的角度时，现有的直线型无角度超声冲击枪限于自身体积和结构形式的限制而无法良好地实施冲击处理或处理效果不佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种方便、快速、低成本、适应各种空间位置和角度的斜角度超声冲击枪。
本发明所采用的技术方案是一种斜角度超声冲击枪，包括有设置在冲击枪壳体内的换能器和与换能器相连的变幅杆、以及由一端与变幅杆相连另一端为针状的冲击针所构成的冲击头，冲击头伸出冲击枪壳体，所述的变幅杆与冲击头的连接为斜角度连接。
所述的冲击头与变幅杆的延长线所形成的夹度为0°～90°。
所述的换能器采用压电式换能器或磁致伸缩式换能器中的一种。
所述的冲击头是通过与冲击枪壳体的螺纹连接而固定于冲击枪壳体的端部并与变幅杆相连。
所述的变幅杆与冲击头的斜角度连接采用斜面配合或球面配合中的一种配合方式。
所述的斜面配合为在冲击头上形成斜面与变幅杆的平面配合，或在变幅杆上形成斜面与冲击头的平面配合，或在冲击头和变幅杆上均形成斜面的双斜面配合中的一种配合方式。
所述的球面配合为在变幅杆上形成直面凹槽与冲击针的球面相配合，或在变幅杆上形成斜面凹槽与冲击针的球面相配合中的一种。
所述的构成冲击头的冲击针为单冲击针结构或为冲击针阵列结构中的一种。
所述的冲击针阵列结构的冲击头设置有1～7个冲击针。
本发明的斜角度超声冲击枪，结构简单、造价低廉，更换方便，能够灵活适应于各种复杂结构的特殊位置和角度。不仅解决了超声冲击枪与被处理工件之间的空间相容问题，而且使冲击过程的谐振状态更加稳定，大幅提高了处理效率。与现有的无角度冲击枪相比，在相同输入功率下，可以使效率提高50～200％。
图1是现有技术的冲击枪结构示意图；图2是本发明的冲击枪结构示意图；图3是本发明具有压电式换能器的冲击枪结构示意图；图4是本发明具有磁致伸缩式换能器的冲击枪结构示意图；图5a、图5b、图5c、图6、图7是本发明斜面配合的冲击枪示意图；图8、图9是本发明球面配合的冲击枪的结构示意图；图10是本发明冲击头采用冲击针阵列的结构示意图。
其中1换能器 1a压电式换能器1b磁致伸缩式变能器2变幅杆3冲击头 4冲击枪壳体5冲击针 6被加工部件具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的斜角度超声冲击枪做出详细说明。
超声冲击处理装置是由超声电源(即超声波发生器)和执行机构(即斜角度超声冲击枪)两部分组成，而超声冲击枪包括有换能器、变幅杆和冲击头三部分构成。其中，半数字化和数字化控制超声波发生器，其作用是将工频交流电转换为超声频振荡；换能器的作用是将高频电振荡信号转换成机械振动；变幅杆的作用是放大换能器所获得的超声振动振幅，以供给斜角度超声冲击枪工作头能量。其中斜角度超声冲击枪是本发明的内容。
如图2所示，本发明的斜角度超声冲击枪，包括有设置在冲击枪壳体4内的换能器1和与换能器1相连的变幅杆2、以及由一端与变幅杆2相连另一端为针状的冲击针5所构成的冲击头3，冲击头3伸出冲击枪壳体4，所述的变幅杆2与冲击头3的连接为斜角度连接，其冲击头3与变幅杆2延长线所形成的角度为0°～90°。冲击头3是通过其末端与冲击枪壳体4端部的螺纹连接而固定于冲击枪壳体4的端部并与变幅杆2相连。
如图3、图4所示，斜角度超声冲击枪所用的换能器1可以采用压电式换能器1a或磁致伸缩式换能器1b中的一种。
如上所述的变幅杆2与冲击头3的斜角度连接可采用斜面配合或球面配合的连接方式。
当冲击头3与变幅杆2的配合方式为斜面配合时有三种组合1、冲击针斜面配合；2、变幅杆斜面配合；3、双斜面配合。
如图5a、5b、5c所示，所述的冲击针斜面配合，是将构成冲击头3的冲击针5的末端制作成不同角度(30°、45°、60°)的斜面，与直面变幅杆2配合，使冲击头3形成不同角度的倾斜，倾斜角度范围一般为0～60°。
如图6所示，所述的变幅杆斜面配合，是将变幅杆2的顶端制作成不同角度的斜面，与构成冲击头3的直面冲击针5配合，使冲击头3形成不同角度的倾斜，倾斜角度范围一般为0～60°。
如图7所示，所述的双斜面配合，是将构成冲击头3的冲击针5的末端和变幅杆2的顶端分别制作成不同角度的斜面，配合后，使冲击头3形成不同角度的倾斜，倾斜角度范围一般为0～120°。
当冲击头3与变幅杆2的配合方式为球面配合时有两种配合方式即分为变幅杆2直面和斜面两种方式。
如图8所示，变幅杆2为直面时，在变幅杆2上形成有直面凹槽与冲击头3的球面相配合，冲击头3的倾斜角度范围一般为0～45°。
如图9所示，变幅杆2为斜面时，在变幅杆2上形成有斜面凹槽与冲击头3的球面相配合，冲击头3的倾斜角度范围一般为0～100°。
所述的构成冲击头3的冲击针5可采用单冲击针结构，也可采用冲击针阵列结构。
图2～图9所示的是构成冲击头3的冲击针5采用单冲击针结构。
图10所示的是构成冲击头3的冲击针5采用冲击针阵列结构。当冲击头3是冲击针阵列结构时，其冲击头3含有1～7个冲击针5。
权利要求
1.一种斜角度超声冲击枪，包括有设置在冲击枪壳体(4)内的换能器(1)和与换能器(1)相连的变幅杆(2)、以及由一端与变幅杆(2)相连另一端为针状的冲击针(5)所构成的冲击头(3)，冲击头(3)伸出冲击枪壳体(4)，其特征在于，所述的变幅杆(2)与冲击头(3)的连接为斜角度连接。
2.根据权利要求1所述的斜角度超声冲击枪，其特征在于，所述的冲击头(3)与变幅杆(2)延长线所形成的夹角为0°～90°。
3.根据权利要求1所述的斜角度超声冲击枪，其特征在于，所述的换能器(1)采用压电式换能器或磁致伸缩式换能器中的一种。
4.根据权利要求1所述的斜角度超声冲击枪，其特征在于，所述的冲击头(3)是通过与冲击枪壳体(4)的螺纹连接而固定于冲击枪壳体(4)的端部并与变幅杆(2)相连。
5.根据权利要求1所述的斜角度超声冲击枪，其特征在于，所述的变幅杆(2)与冲击头(3)的斜角度连接采用斜面配合或球面配合中的一种配合方式。
6.根据权利要求5所述的斜角度超声冲击枪，其特征在于，所述的斜面配合为在冲击头(3)上形成斜面与变幅杆(2)的平面配合，或在变幅杆(2)上形成斜面与冲击头(3)的平面配合，或在冲击头(3)和变幅杆(2)上均形成斜面的双斜面配合中的一种配合方式。
7.根据权利要求5所述的斜角度超声冲击枪，其特征在于，所述的球面配合为在变幅杆(2)上形成直面凹槽与冲击针(3)的球面相配合，或在变幅杆(2)上形成斜面凹槽与冲击针(3)的球面相配合中的一种。
8.根据权利要求1所述的斜角度超声冲击枪，其特征在于，所述的构成冲击头(3)的冲击针为单冲击针结构或为冲击针阵列结构中的一种。
9.根据权利要求8所述的斜角度超声冲击枪，其特征在于，所述的冲击针阵列结构的冲击头(3)设置有1～7个冲击针(5)。
全文摘要
一种斜角度超声冲击枪，包括有设置在冲击枪壳体内的换能器和与换能器相连的变幅杆、以及由一端与变幅杆相连另一端为针状的冲击针所构成的冲击头，冲击头伸出冲击枪壳体，变幅杆与冲击头的连接为斜角度连接。换能器采用压电式换能器或磁致伸缩式换能器中的一种。变幅杆与冲击头的斜角度连接采用斜面配合或球面配合。其斜面配合为在冲击头上形成斜面与变幅杆的平面配合，或在变幅杆上形成斜面与冲击头的平面配合，或在冲击头和变幅杆上均形成斜面的双斜面配合。球面配合为在变幅杆上形成直面凹槽与冲击针的球面相配合，或在变幅杆上形成斜面凹槽与冲击针的球面相配合。本发明结构简单、造价低廉，更换方便，能够灵活适应于各种复杂结构的特殊位置和角度。
文档编号B06B1/06GK1887507SQ200610014768
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月13日 优先权日2006年7月13日
发明者王东坡, 王婷, 荆洪阳, 邓彩艳, 霍立兴 申请人:天津大学