1.一种结构件连接孔的超声挤压强化方法,其特征在于:以芯棒(1)作为超声挤压强化工具,在芯棒(1)与连接孔(3)之间保持2%~6%挤压余量的条件下,将芯棒(1)以10~
60mm/min速度均匀通过连接孔(3),同时给芯棒(1)加上15~80kHz频率的呼吸式超声振动,其交替式径向振幅在3~50μm;
具体步骤如下:
(1)选择工艺参数和芯棒(1)型号尺寸,并保证一定的挤压余量;
(2)定位对中,将芯棒(1)与连接孔(3)对准,保证芯棒(1)轴线与连接孔(3)的轴线重合,在芯棒(1)和连接孔(3)的孔壁涂抹润滑剂;
(3)设置振动模态和参数,启动超声振动部分(7);
(4)启动挤压装置,从而带动芯棒(1)匀速缓慢的通过连接孔(3)。
2.根据权利要求1所述的结构件连接孔的超声挤压强化方法,其特征在于:所述芯棒(1)包括从上到下依次为导向段(101)、前锥段(102)、工作段(103)和后锥段(104);前锥段(102)、后锥段(104)与工作段(103)的连接均为平滑过渡;芯棒(1)的工作段(103)长度不大于连接孔(3)的深度。
3.根据权利要求1所述的结构件连接孔的超声挤压强化方法,其特征在于:所述芯棒(1)的硬度大于连接孔(3)孔处材料的硬度,芯棒(1)表面粗糙度为Ra≤0.2μm。
4.一种实现如权利要求1所述的结构件连接孔的超声挤压强化装置,其特征在于:包括液压缸(4)、导向筒(5)、超声波发生器(6)、超声振动部分(7)、工作台(8)、支架(9);
所述液压缸(4)安装在支架(9)上方,且液压缸(4)的液压杆与超声振动部分(7)机械相连接;所述液压缸(4)的液压杆外侧套装有导向筒(5),导向筒(5)一端安装在支架(9)上;导向筒(5)的竖直侧上通过导线连接有超声波发生器(6);所述超声振动部分(7)的正下方设置有工作台(8);所述工作台(8)安装在支架(9)内部的底板面上。
5.根据权利要求4所述结构件连接孔的超声挤压强化装置,其特征在于,所述超声振动部分(7)包括换能器(72)、前端盖(721)、压电陶瓷片(722)、后端盖(724)、电极片(725)和绝缘片(727);所述换能器(72)一侧上垂直安装有芯棒(1);所述换能器(72)另一侧与前端盖(721)固定相连接;前端盖(721)与后端盖(724)之间依次设置有绝缘片(727)、电极片(725)与压电陶瓷片(722);所述前端盖(721)与后端盖(724)之间通过紧固螺钉(723)连接。
6.根据权利要求4所述的结构件连接孔的超声挤压强化装置,其特征在于,所述工作台(8)包括扇形压板(81)与凸型件(83);所述凸型件(83)通过螺栓连接于支架(9)上。
7.根据权利要求4所述的结构件连接孔的超声挤压强化装置,其特征在于:所述超声振动部分(7)可根据需要选择超声振动模态,压电陶瓷片(722)的极化方向根据振动模态的要求进行选择。