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超声波表面光整加工

一.概述
超声波是一项新的应用技术,由于其独特的作用机理,被应用于许多领域。超声加工起源于50年代初,目前应用比较多的包括超声清洗、超声(塑料)焊接、超声钻孔等,超声车削、超声磨削、超声光整、复合加工等多处于研究阶段,还没有大量应用于生产。
超声波表面光整加工是这样一种先进应用技术。其机理是通过高频振动的硬质滚轮作用于待加工金属工件表面,使工件表层金属产生塑性变形,在塑性变形的过程中, 产生了冷作硬化,达到了改善表面质量的目的。这种表面质量的改善是综合的,既有硬度的提高,又有表面粗糙度降低,同时也弥合了一些微观裂纹,提高了工件的 疲劳强度。
与传统的砂纸抛光、压光、磨削相比,超声波表面加工具有很多优点:
1.作用力大幅度降低 在静压力等于传统压光静压力四分之一的情况下,其显微硬度相当。
2.加工区温度大幅度降低 由于改变了加工方式,滚轮与工件的接触为断续捶击,大大减小了相互间的摩擦,温度也相应的降低,杜绝了因温度过高造成的表面缺陷。
3.大幅度降低表面粗糙度Ra值 表面粗糙度可以提高三级以上,最高可达Ra0.1以下。

4.不产生切屑
5.提高已加工表面的耐磨性、耐腐蚀性以及抗疲劳强度 由于超声波表面光整加工是压缩型塑性变形,工件表面产生一定的残余压应力,同时表面硬度提高20%~50%,疲劳强度可提高近一倍。
6.节约设备成本 超声波表面光整加工可直接代替砂光和磨削,在普通车床上即可进行光整加工,因此大大节约了购置设备的费用,尤其对大型和超大型工件,效果更为明显。
7.    生产效率高 例如在普通车床上加工外圆表面,工件线速度70m/S,走刀量为0.05-0.15mm/r,其效率相当于精车。
二.系统构成
本系统由超声波系统、工具头和其他一些附件构成。工具头可以安装到普通机床(如车床)上对工件进行加工而不需对设备作任何改变,对于一些特殊的加工项目也可以开发相应的工艺装备以便于加工。
三.应用范围
超 声波表面光整加工设备可用于加工内外圆表面、平面,如各种液压缸内外孔、活塞杆、冶金轧辊等的加工,可以直接替代珩磨和磨削;借助数控设备或专用工装可以 加工各种异型面如汽轮机叶片、航空发动机叶片、飞机蒙皮等;可加工的材料包括碳钢、工具钢、合金钢、不锈钢、铸铁、铸钢、铜及铜合金、铝及铝合金、铝镁合 金等材料,所加工材料的硬度最高可达HRC60。对加工的零件来说,越是大型零件越具有优越性,可应用于工程机械、压力机、石油机械、煤矿机械、汽车、轧 钢等行业。

[来源:原创] [作者:国创电气] [日期:13-07-15]
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