姚尚成，李开发，胡兴远，周毅钧

(安徽理工大学，安徽 淮南 232001)

0 引 言

超声冲击技术是一种高效的消除部件表面或焊缝区有害残余拉应力、引进有益压应力的方法。可显著提高零件的疲劳寿命和疲劳强度，超声冲击还可以使作用区表层金属组织发生变化，冲击部位得以强化[1]，减少应力腐蚀开裂的可能性，提高抗脆裂性和增强材料强度，众多学者对超声冲击进行深入的研究，在微观和宏观两个方面总结出多种振动时效去除应力机理的重要结论[2-4]。

为了检测超声波消除残余应力机理，笔者研究设计一台超声波冲击试验台，目的在于测试相同压力、相同移动速度条件下，冲击枪枪头在接触区材料的行为。该实验台可以在XY轴向精确移动，在Z轴向自由移动，可以精准控制实验变量。

1 超声波冲击试验台整体方案设计

此文设计的试验台具有X、Y、Z三个自由度，其中XY两轴可以提供精确的运动定位，Z轴装夹冲击枪枪头，可以根据试验件的高度尺寸相应调整枪头到钳口的距离。

根据上述设计方案，设计出超声波冲击试验台样机模型，如图1所示，试验台XY两轴位移运动是伺服电机通过联轴器带动滚珠丝杆模组旋转，直线导杆作为导向和部分支撑，位移反馈是光栅尺传感器，组成各轴位移系统。

图1 超声波冲击试验台样机1.方管架 2.Y轴伺服电机 3.平口钳 4.冲击枪枪头 5.X轴伺服电机 6.X轴光栅尺 7.Y轴光栅尺 8.Y轴丝杆 9.导杆10.X轴丝杆

2 试验台结构设计及关键零部件选型

2.1 试验台结构设计

XY向位移平台的功能带动工件在XY水平面上精确运动。……