1.一种大尺寸工件高频微幅振动辅助激光熔覆装置,其特征在于,包括:
机架,位于装置的最底部;
支架,设置在所述机架上,支架上支撑连接有上静箱体,上静箱体底部开口设置;
主轴,安装在所述上静箱体中,主轴两端与所述上静箱体之间转动支撑连接;
多个多波凸轮,沿所述主轴的轴线方向按等相位差安装在所述主轴上;
下动箱体的上部开口设置,且设置于所述上静箱体的底部开口下方,下动箱体的内侧壁与所述上静箱体的外侧壁之间滑动密封连接;下动箱体内对应所述上静箱体中的每个多波凸轮设有一个悬臂梁,所述悬臂梁的悬伸端通过滚动体与所述多波凸轮实现接触;下动箱体的底部通过高固有频率弹簧支撑在所述机架上;
振动承接板,呈水平方向的布置在所述机架上,其一端与布置在机架一端的机架铰链铰接,另一端安装下动箱体,振动承接板的中间区域安装工件,安装下动箱体的一端与高固有频率弹簧连接,组成简支梁;
电机,用以驱动所述主轴转动,进而带动主轴上的多个按等相位差设置的多波凸轮转动,多波凸轮的凸起部分激励悬臂梁末端的滚动体产生向下的位移,当转动至多波凸轮凹陷部分时悬臂梁由弹性回弹复位,至此系统完成单次激励;悬臂梁产生的振动经悬臂梁与下动箱体的固支端传递至所述振动承接板,安装在振动承接板上的工件获得大于800 Hz的高频微振。
2.根据权利要求1所述的大尺寸工件高频微幅振动辅助激光熔覆装置,其特征在于,所述振动承接板上设有调节工件与下动箱体垂直距离的长槽。
3.根据权利要求1所述的大尺寸工件高频微幅振动辅助激光熔覆装置,其特征在于,所述上静箱体包括顶盖、左侧开口端盖和右侧封闭端盖,其中,所述左侧开口端盖和顶盖焊接,所述右侧封闭端盖与顶盖之间通过螺钉连接。
4.根据权利要求1所述的大尺寸工件高频微幅振动辅助激光熔覆装置,其特征在于,所述滚动体为连接在悬臂梁末端的滚动轴承,滚动轴承与多波凸轮外轮廓接触,将零件之间的滑动摩擦转为滚动摩擦,悬臂梁的长度为所述下动箱体宽度的一半,悬臂梁组分两列固支在下动箱体内左右两侧。
5.根据权利要求1所述的大尺寸工件高频微幅振动辅助激光熔覆装置,其特征在于,下动箱体四周内侧掏槽放置聚四氟乙烯板,实现下动箱体内侧与上静箱体外侧的密封与润滑,上静箱体外表面和下动箱体内表面组成移动副,下动箱体内部灌入润滑油没过悬臂梁悬伸端的滚动体,减小摩擦的同时带走热量。
6.根据权利要求1所述的大尺寸工件高频微幅振动辅助激光熔覆装置,其特征在于,所述高固有频率弹簧的上端支撑振动承接板,下端与机架固连。
7.根据权利要求1所述的大尺寸工件高频微幅振动辅助激光熔覆装置,其特征在于,所述电机的输出轴通过一对带轮变速传递至主轴,所述机架上固定有电机预紧装置,所述电机预紧装置用以实现带传动的预紧。
8.根据权利要求1所述的大尺寸工件高频微幅振动辅助激光熔覆装置,其特征在于,所述高固有频率弹簧为具有一定曲率的刚性弧形轴段,刚性弧形轴段的末端开有销孔,该刚性弧形轴段的固有频率为1300Hz以上,且刚度不低于14.3kN/mm,能输出微米级的振幅,满足振动试验台使用需求。
9.一种利用权利要求2 8中任一所述大尺寸工件高频微幅振动辅助激光熔覆装置对工~件进行振动的方法,其特征在于,将被加工件通过夹具上的通孔固定在所述振动承接板上,给电机通电源,电机主轴转动,带动主轴上的多个按等相位差设置的多波凸轮转动,多波凸轮的凸起部分激励悬臂梁末端的滚动体产生向下的位移,当转动至多波凸轮凹陷部分时悬臂梁由弹性回弹复位,至此系统完成单次激励;
悬臂梁产生的振动经悬臂梁与下动箱体的固支端传递至所述振动承接板,安装在振动承接板上的工件获得大于800 Hz的高频微振;
通过长槽改变工件在振动承接板上距离下动箱体的位置,能够在5 μm至50 μm范围内改变被加工件的振幅;
改变电机转速,能够在500 Hz至1000 Hz范围内改变被加工件的振频。