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本发明公开零件表面强化及加工制造领域中的一种基于温度交变的空化水喷丸装置及方法，溶液腔内部被隔板分成左腔体、中间腔体以及右腔体三个腔体，中间腔体内的底部是工作台，工作台上部设置工件以及能夹紧工件的夹紧元件；每个的隔板上各设有一个喷口正对着工件侧壁的喷嘴，左腔体和右腔体内，面对着喷嘴的内侧壁上各装有一个快速发热器；每个喷嘴的进口处设置电磁门，两个电磁门通电，两个快速发热器加热，左腔体和右腔体中的液体压力升高，高压水通过相应的喷嘴，对工件的侧壁面进行喷丸强化；本发明通过温度交变的方式，使溶液腔里的压力在高压和低压之间不断转换，利用高压水通过喷嘴产生的空化水射流和冲击波对工件壁面进行喷丸强化。