超聲波用于金屬表面加工起源于50年代初,,由于其獨(dú)特的作用機(jī)理,被應(yīng)用于許多領(lǐng)域。目前應(yīng)用比較多的包括超聲沖擊、超聲(塑料)焊接、超聲鉆孔等,超聲車削、超聲磨削、超聲鏡面加工光整、復(fù)合加工等多處于研究階段,還沒(méi)有大量應(yīng)用于生產(chǎn)。 超聲波金屬鏡面加工是這樣一種先進(jìn)應(yīng)用技術(shù)。其機(jī)理是通過(guò)高頻振動(dòng)的硬質(zhì)滾輪作用于待加工金屬工件表面,使工件表層金屬產(chǎn)生塑性變形,在塑性變形的過(guò)程中產(chǎn)生冷作硬化,達(dá)到改善表面質(zhì)量的目的。這種表面質(zhì)量的改善既有硬度的提高,又有表面粗糙度降低,同時(shí)也彌合了一些微觀裂紋,提高了工件的疲勞強(qiáng)度。 是目前最先進(jìn)的鏡面加工技術(shù)。
與傳統(tǒng)的砂紙拋光、壓光、磨削相比,超聲鏡面加工具有很多優(yōu)點(diǎn):
1.作用力大幅度降低 在靜壓力等于傳統(tǒng)壓光靜壓力四分之一的情況下,其顯微硬度相
2.加工區(qū)溫度大幅度降低 由于改變了加工方式,滾輪與工件的接觸為斷續(xù)捶擊,大大減小了相互間的摩擦,溫度也相應(yīng)的降低,杜絕了因溫度過(guò)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級(jí)以上,最高可達(dá)Ra0.02以下。
4.不產(chǎn)生切屑
5.提高已加工表面的耐磨性、耐腐蝕性以及抗疲勞強(qiáng)度 由于超聲波表面光整加工是壓縮型塑性變形,工件表面產(chǎn)生一定的殘余壓應(yīng)力,同時(shí)表面硬度提高50%以上,疲勞強(qiáng)度可提高近幾倍。
6.節(jié)約設(shè)備成本 超聲波表面光整加工可直接代替砂光和磨削,在普通車床上即可進(jìn)行光整加工,因此大大節(jié)約了購(gòu)置設(shè)備的費(fèi)用,尤其對(duì)大型和超大型工件,效果更為明顯。 7. 生產(chǎn)效率高 例如在普通車床上加工外圓表面,工件線速度70m/S,走刀量為0.05-0.15mm/r,其效率相當(dāng)于精車。