金屬材料超聲波金屬表面光整設(shè)備的工作原理如下：通過(guò)高頻脈沖工作頭沿表面法線(xiàn)方向向工件施加一定幅度的高頻機(jī)械振動(dòng)，并在一定靜壓力和進(jìn)給速度下，高頻脈沖工作頭將壓力和高頻振動(dòng)傳遞給處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)被加工處理的機(jī)械零部件表面，利用金屬在常溫狀態(tài)下的冷縮性特點(diǎn)，使材料產(chǎn)生彈、塑性變形。當(dāng)高頻脈沖工作頭通過(guò)工件后，工件表面產(chǎn)生一定的彈性恢復(fù)。高頻脈沖工作頭擠壓所產(chǎn)生塑性流動(dòng)將工件表面原有的微觀波峰壓平，使其填充到波谷位置，從而可以大大降低表面粗糙度Ra 至納米水平，同時(shí)提高其表面的綜合性能指標(biāo)。

     對(duì)于高層錯(cuò)能材料，在對(duì)金屬材料表面進(jìn)行高頻脈沖沖擊的過(guò)程中，材料的表面首先發(fā)生塑性變形，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，塑性變形量逐漸增大，并向深層發(fā)展。隨應(yīng)變不斷增大，位錯(cuò)通過(guò)滑移、積累、交互作用、湮滅和重排等形成了位錯(cuò)墻和位錯(cuò)纏結(jié)，這些位錯(cuò)墻和位錯(cuò)纏結(jié)將原始晶粒分割成尺寸較小的位錯(cuò)胞。隨著密度不斷增大，為了降低系統(tǒng)能量，高密度位錯(cuò)會(huì)在位錯(cuò)墻和位錯(cuò)纏結(jié)附近發(fā)生湮滅和重排，使位錯(cuò)墻和位錯(cuò)纏結(jié)發(fā)展成(小角度)亞晶界。亞晶界的形成降低了位錯(cuò)密度，從而也降低了點(diǎn)陣微觀應(yīng)變。隨應(yīng)變的繼續(xù)增大，更多的位錯(cuò)在亞晶界處產(chǎn)生和湮滅，使晶界兩側(cè)的取向差不斷增大，晶粒取向也逐漸趨于隨機(jī)分布。隨應(yīng)變的進(jìn)一步增加，碎化亞晶或晶粒的內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò)墻和位錯(cuò)纏結(jié)，因此已碎化亞晶或晶粒的進(jìn)一步碎化仍將沿用同樣的機(jī)理，只是這種碎化發(fā)生在更小的尺度范圍內(nèi)。當(dāng)位錯(cuò)產(chǎn)生和湮滅的速率達(dá)到平衡時(shí)，應(yīng)變的增加將不再導(dǎo)致晶粒尺寸的繼續(xù)下降，晶粒尺寸也相應(yīng)地達(dá)到穩(wěn)定值。因此在表面形成了等軸狀、取向成隨機(jī)分布的納米晶組織，與此同時(shí)在高頻脈沖沖擊和靜壓力擠壓聯(lián)合作用下，金屬表面所產(chǎn)生劇烈而均勻的塑性變形必然引起機(jī)械零部件表面和次表面造成大量位錯(cuò)、空穴，導(dǎo)致其一定深度表層的原始狀態(tài)晶粒被嚴(yán)重地打碎細(xì)化，從而獲得相應(yīng)納米結(jié)構(gòu)層。由于工件表面被均勻壓縮，因此伴隨著產(chǎn)生高數(shù)值的殘余壓縮表面應(yīng)力，前面切除材料工序中形成的表面微觀波峰和波谷被碾平，表面粗糙度的的降低，這對(duì)提高機(jī)械零部件的抗疲勞和磨損性能是非常有利的。

超聲波金屬表面光整設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)

1、作用力小 在靜壓力小于傳統(tǒng)壓光靜壓力十分之一的情況下，其顯微硬度、表面粗糙度優(yōu)于普通壓光。

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脈沖沖擊， 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≤0.1μm 表面粗糙度可以提高三級(jí)以上，使零件表層自身納米化

4、提高已加工表面的耐磨性、耐腐蝕性50%以上、抗疲勞強(qiáng)度提高幾十倍。由于高頻脈沖表面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20%以上。

5、節(jié)約設(shè)備成本 高頻脈沖表面加工可直接代替砂光和磨削，在普通車(chē)床、鉆床、銑床上即可進(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。

6、生產(chǎn)效率高 例如在普通車(chē)床上加工外圓表面，工件線(xiàn)速度zui高可達(dá)80m/min，走刀量為0.05-0.4mm/r。

超聲波金屬表面光整設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，超聲波金屬表面光整設(shè)備已在科研院所、航空航天、*行業(yè)、電力行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)、軌道交通、礦山機(jī)械、船舶行業(yè)、液壓行業(yè)、工程機(jī)械、機(jī)床行業(yè)等不同的行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。

我公司根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的工件和加工工藝，針對(duì)臥車(chē)、立車(chē)、球面車(chē)床、外圓磨床、鏜床、銑床、刨床、加工中心等不同加工設(shè)備，提供金屬鏡面加工改造方案。針對(duì)外圓、內(nèi)孔、端面、R弧、復(fù)雜曲面等不同加工部位和材質(zhì)，提供金屬鏡面加工工藝解決方案。

 超聲波金屬表面光整設(shè)備性能參數(shù)

超聲波金屬表面光整設(shè)備與類(lèi)似其他加工方式比較