本发明涉及一种机械加工后处理装置，尤其是一种应力去除装置，具体地说是一种双激励二维振动时效去除应力装置。
背景技术
目前，国内对振动时效的研究主要集中在低频振动时效，研发的低频振动时效设备在生产中得到大量的应用，并取得了良好的效果。但随着产品的小型化、精密化发展，对小型零件尺寸稳定性要求越来越高，由于小型零件的一阶固有频率都超出了低频范围，需较高的激振频率，而超声振动时效的激振频率一般在15khz以上，可以实现针对小型零件的时效处理。
目前对于小型金属零件振动时效的研究激振方向局限于二维平面内，在实验研究中，振动时效装置中的激振器局限，在平面范围之内对构件施加横向激振或纵向激振，没有考虑材料内部残余应力方向和分布，也很少考虑多方向激振，本发明通过驱动两个独立的互相垂直的纵向振动，再使用一种联接机构实现二维振动。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的二维振动机构不能满足高频要求，同时难以解决类似于冷挤压孔类成形零件内部残余应力的问题，设计一种能实现多向激振消除零件内部残余应力的双激励二维振动时效去除应力装置。
本发明的技术方案是：
一种双激励二维振动时效去除应力装置，它包括框架9，其特征是所述的框架9的顶部安装水平移动导轨10，框架7的侧面安装有垂直移动导轨1，所述的水平移动导轨10上安装有水平移动滑块11，水平移动滑块11上安装有旋转部件12，旋转部件12上安装有需去除应力的圆盘状工件13并带动其作旋转运动；所述的圆盘状工件13的底面与柔性铰链6相接触，柔性铰链6的两上连接臂均连接有半波长阶梯型变幅杆7相连，每个半波长阶梯型变幅杆7通过各自的固定法兰5安装在超声固定板4上，超声固定板4与固定板3相连，固定板3安装在垂直移动滑块2上，垂直移动滑块2安装在垂直移动导轨1上；每个半波长阶梯型变幅杆7均连接有半波长夹心式压电陶瓷换能器8。
所述的圆盘状工件13通过台阶连接轴14与旋转部件12相连，该台阶连接轴14的一端设有外螺纹杆15，另一端设有内螺纹孔16，外螺纹杆15旋入旋转部件12下部的螺纹孔中，连接螺栓穿过圆盘状工件13上的通孔旋入所述的内螺纹孔16中进而实现圆盘状工件13与旋转部件12的连接。
两个半波长阶梯型变幅杆7的夹角为90度，相应的超声固定板4也呈直角形折板结构。
所述的柔性铰链6由两个相互垂直的连接臂17组成，两个连接臂之间设有弹性开口18，两个连接臂上均设有与半波长阶梯型变幅杆7相连的螺纹孔，两个螺纹孔轴线交点处设有与圆盘状工件13相接触并传递振动的平面结构19。
所述的平面结构19表面设有耐磨涂层。
所述的平面结构19两侧各设有减重凹槽结构20。
本发明的有益效果：
通过驱动两个独立的互相垂直超声振子纵向振动，再使用柔性铰链联接机构使工具头绕x、y方向的微弯转动实现y、x方向的平移，两个方向的振动近乎解耦，再通过控制振动参数，从而实现工具头的二维振动。
本发明的二维振动系统实现了工件的二维椭圆轨迹振动；旋转平台实现了工件在振动时效过程中的匀速旋转。
本发明结构简单，制造方便，成本低，可操控性强。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的侧视图。
图3是本发明的旋转平台的结构示意图。
图4是本发明的振动平台的结构示意图。
图5是本发明的工件的结构示意图。
图6是本发明的台阶连接轴的结构示意图。
图7是本发明的柔性铰链的结构示意图。
图8是本发明的二维激振系统原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-8所示。
一种双激励二维振动时效去除应力装置，它主要由二维振动系统和旋转平台二部分组成，二维振动系统的结构如图4所示，旋转平台的结构如图3所示，整个装置包括框架9，所述的框架9的顶部安装水平移动导轨10，框架7的侧面安装有垂直移动导轨1，所述的水平移动导轨10上安装有水平移动滑块11（水平移动滑块11在电动或手动丝杠螺母机构的驱动下能在水平移动导轨10上移动并定位，如图1，水平移动滑块11上安装有旋转部件12（可直接由电机驱动或电机加减速器驱动，可统一安装在一个圆柱体中，如图3），旋转部件12上安装有需去除应力的圆盘状工件13（图5）并带动其作旋转运动（图3）；所述的圆盘状工件13的底面与柔性铰链6相接触，柔性铰链6的两上连接臂均连接有半波长阶梯型变幅杆7相连，两个半波长阶梯型变幅杆7的夹角为90度，相应的超声固定板4也呈直角形折板结构。每个半波长阶梯型变幅杆7通过各自的固定法兰5安装在超声固定板4上，超声固定板4与固定板3相连，固定板3安装在垂直移动滑块2上，垂直移动滑块2安装在垂直移动导轨1上，如图4，垂直移动滑块2可通过手动或电动丝杠螺母副实现上下移动并定位；每个半波长阶梯型变幅杆7均连接有半波长夹心式压电陶瓷换能器8，如图1、2所示。具体实施时，圆盘状工件13可通过图6所示的台阶连接轴14与旋转部件12相连，该台阶连接轴14的一端设有外螺纹杆15，另一端设有内螺纹孔16，外螺纹杆15旋入旋转部件12下部的螺纹孔中，连接螺栓穿过圆盘状工件13上的通孔旋入所述的内螺纹孔16中进而实现圆盘状工件13与旋转部件12的连接。具体实施时，柔性铰链6可采用图7所示的结构，图7中的柔性铰链6由两个相互垂直的连接臂17组成，两个连接臂之间设有弹性开口18，两个连接臂上均设有与半波长阶梯型变幅杆7相连的螺纹孔，两个螺纹孔轴线交点处设有与圆盘状工件13相接触并传递振劝的平面结构19，在所述的平面结构19表面设有耐磨涂层。在平面结构19两侧各设有减重凹槽结构20。
详述如下：
（一）工件运动的控制。
1、工件旋转的控制。
工件的旋转由电动旋转平台部分控制。旋转平台采用蜗轮蜗杆机构实现360°旋转；再搭配步进电机、伺服电机及驱动器。步进电机连接在旋转台侧边，通过wsn系列运动控制器对其实现自动化控制；步进电机和蜗杆通过联轴节连接，实现同步传动；工件上钻有螺纹孔，通过台阶连接轴直接与工件连接，从而带动工件旋转。
2、工件移动的控制
采用燕尾槽型的导轨和滑块，将电动旋转台连接在滑块上，通过移动滑块控制工件在水平方向的移动，从而实现工件与振动工具头的偏心定位。
（二）振动系统控制
1、二维振动系统的施加
通过驱动两个独立的互相垂直超声振子纵向振动，再使用柔性铰链联接机构使铰链上的振动头（即平面结构19）绕x、y方向的微弯转动实现y、x方向的平移，两个方向的振动近乎解耦，再通过控制振动参数，从而实现工具头的二维振动。
二维超声振动系统如图8所示，它主要由双通道函数波形信号发生器、功率放大器、超声振子、柔性铰链构成。信号发生器产生两相独立的信号，功率放大器作为超声波信号的发生，在经过其放大后，分别驱动两个超声振子的换能器，通过压电陶瓷将电信号转换为振动，产生的纵向振动传递给超声变幅杆，当换能器的激励频率与变幅杆固有频率接近或相同时，变幅杆会产生共振并放大纵向振动位移，再通过柔性铰链的运动耦合作用，将具有一定相位差的两套参数相同的超声振子的两相正交简谐振动复合成二维振动。
2、振动系统的控制
当振动频率一定时，通过改变两向振动幅值和相位差改变二维振动轨迹。
3、振动系统的定位
采用燕尾槽型的导轨和滑块，将二维振动系统通过一块工装固定板连接在工作台侧面的滑块上，通过移动滑块实现二维振动系统的竖直方向定位。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。