技术特征：
1.一种液氮冷却的超声喷丸加工装置，其特征在于，包括：超声波发生器(1)、超声喷丸枪(2)、液氮罐(3)、超声喷丸枪固定装置(4)、冷却室(5)、导管(6)以及气阀(7)；所述超声波发生器(1)与所述超声喷丸枪(2)相连，为所述超声喷丸枪(2)提供高频超声信号，驱动所述超声喷丸枪(2)内部的撞针(16)，对工件进行高频冲击，使工件表面产生一定变形；所述超声喷丸枪(2)，由换能器(14)、变幅杆(15)、撞针(16)、尾部端盖(17)组成，所述超声喷丸枪(2)尾部安装端盖，前端安装撞针(16)，对工件进行高频冲击，实现工件成形；所述液氮罐(3)位于所述冷却室(5)外，通过气阀(7)的导管(6)与冷却室(5)相连；所述超声喷丸枪固定装置(4)，由装夹套(18)、螺柱(19)和螺母(20)组成，固定所述冷却室(5)内所述超声喷丸枪(2)的位置，螺母(20)将装夹套(18)固定在螺柱(19)上，通过调节螺母(20)调整所述超声喷丸枪(2)垂直高度；所述冷却室(5)，由操作台(8)、定位螺纹孔(9)、滑槽(10)、加工台(11)、旋转手轮(12)、测温仪(13)组成；其中，操作台(8)位于冷却室(5)上端，包括：电热丝开关、气阀开关、温度显示屏；定位螺纹孔(9)用于锁定超声喷丸枪固定装置(4)的位置；加工台(11)位于滑槽(10)上，作为工件放置平台，加工台(11)上固定齿条与齿轮啮合，旋转手轮(12)连接在齿轮上操作旋转手轮(12)，驱动加工台(11)的移动，以实现工件表面的全范围加工。2.根据权利要求1所述的液氮冷却的超声喷丸加工装置，其特征在于，所述液氮罐(3)内低温气体通过导管(6)进入所述冷却室(5)，形成低温加工环境。3.根据权利要求1所述的液氮冷却的超声喷丸加工装置，其特征在于，所述测温仪(13)内含热敏电阻，与所述操作台(8)的温度显示屏连接，显示所述冷却室(5)的温度。4.根据权利要求1所述的液氮冷却的超声喷丸加工装置，其特征在于，所述装夹套(18)内装有电热丝与热敏开关，与所述操作台上的所述电热丝开关相连，为所述换能器(14)提供保温保护；热敏开关防止所述装夹套(18)过热造成所述换能器(14)性能削弱。5.一种液氮冷却的超声喷丸加工方法，其特征在于，包括：步骤一:将工件固定在加工台上，装夹超声喷丸枪(2)至超声喷丸固定装置(4)，调节至适当加工高度；步骤二:连接超声喷丸枪(2)与超声发生器(1)，在超声发生器(1)上设置需要的功率和频率；步骤三:开启气阀(7)，使液氮罐(3)中冷却气体经导管(6)进入冷却室(5)，打开电热丝开关，维持换能器温度；步骤四:观察温度显示屏，当示数处于加工范围时，关闭气阀(7)；步骤五:打开超声发生器(1)上启动开关，开始喷丸加工；步骤六:转动旋转手轮(12)，控制工件相对运动，实现工件整个表面全加工。6.根据权利要求5所述的液氮冷却的超声喷丸加工方法，其特征在于，对工件进行超声喷丸处理时，超声喷丸枪(2)工作频率优选为20khz，功率优选为90w，此时振幅在4.9μm～5.1μm，对工件的成形效果好。
技术总结
本发明提供一种液氮冷却的超声喷丸加工装置，该装置包括超声波发生器、超声喷丸枪、液氮罐、超声喷丸枪固定装置、冷却室；在液氮罐中装有液氮，通过导管通入冷却室，为超声喷丸加工提供低温环境，在此环境下，利用超声喷丸枪对工件表面进行变形加工及强化处理。超声喷丸枪固定装置安装有电热丝，对超声喷丸枪局部传热，保证换能器温度，改善加工性能。液氮冷却后，超声喷丸加工使表面存在残余压应力，工件的材料性能得到显著提高。的材料性能得到显著提高。的材料性能得到显著提高。
技术研发人员：韦雨辰 曹达 袁驰 郑奕 芦小龙 李武琴
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2022.05.27
技术公布日：2022/8/26