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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
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Ra0.02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50%以上,疲劳强度可提高近几倍。
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。
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