[發明專利]銑床超聲波金屬表面加工工藝

無效

• 申請號: 201310031502.6
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103084634A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 趙顯華;王愛福
• 申請（專利權）人: 趙顯華
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 王書剛

技術領域

本發明涉及一種在銑床上對金屬工件表面進行超聲波加工的工藝方法，屬于超聲波金屬表面加工技術領域。

背景技術

對金屬表面超聲波加工能夠獲得低粗糙度值和高表面質量，并且具有效率高、成本低的特點。對金屬表面的超聲波加工是通過超聲波刀具完成的，不同的超聲波刀具可以加工不同形狀的表面，超聲波刀具可以直接安裝在相應機床的主軸或刀架上，或者是安裝在超聲波加工裝置上，在機床超聲波加工裝置的帶動下完成對金屬工件表面的超聲波加工。

在銑床上的超聲波加工主要是針對金屬工件上的平面進行的。目前已經出現了一些在銑床上進行超聲波加工的裝置，如中國專利文獻CN101851701A?公開的《用于銑床或鏜床加工平面的超聲波金屬表面加工裝置》，該裝置包括錐柄、夾頭、殼體、換能器變幅桿、刀頭和旋轉電路裝置；夾頭連接在錐柄的一端，殼體套裝在夾頭上，殼體與夾頭之間設有作用力穩定裝置和限位機構，換能器變幅桿安裝在殼體的內孔中，并通過錐套固定在殼體上，刀頭安裝在錐套上，殼體的外側安裝有旋轉電路裝置；該裝置實現了超聲波金屬表面加工裝置在銑床或鏜床上對零件平面進行加工，能夠將加工時的作用力抵消，加工時對工件的作用力保持穩定，同時起到緩沖的作用，使加工效果最佳，具有結構簡單、生產效率高的特點。

但是，上述裝置只是解決了可以在銑床上對金屬工件上的平面超聲波加工的問題，沒有給出如何加工的工藝過程以及最佳的工藝參數，操作者只是根據經驗選擇，并不能使超聲波加工達到最佳效果，并且不能保證操作的安全性。

中國專利文獻CN101941082A公開了一種《大缸徑液壓缸桿類外表面的超聲波加工方法》，包括順序進行的以下工藝步驟：把超聲波刀具總成裝在普通機床的刀架上；將刀頭安裝在超聲波刀具總成上，調整滾珠；調整好滾珠后，驗證刀頭是否起振；檢驗好超聲波刀具總成后，把千分表裝在表架上，然后將千分表向超聲波刀具總成后蓋壓下0.1mm，并調整表盤到零位上，以便于讀取滾珠與機件表面靜壓力的大小；加工零件。?CN101224532公開了一種《電站大型鏡板鏡面豪克能加工工藝》，包括以下步驟：(1)采用合適的刀具制作出符合圖紙要求的基本尺寸及形位公差和表面粗糙度達2.3μm～2.8μm的鏡板；(2)調整切削參數：豪克能刀具加工的線速度調整為39m/min，走刀速度調整為0.3mm/r；(3)使用豪克能刀具對步驟(1)加工形成的鏡板鏡面實施加工。

上述超聲波加工方法中提到的加工過程和工藝參數都是針對特定工件提出的，并不能適用于普通銑床上的超聲波加工。

發明內容

本發明針對現有銑床超聲波金屬表面加工技術存在的不足，提供一種能夠使超聲波加工達到最佳效果、操作安全的銑床超聲波金屬表面加工工藝。

本發明的銑床超聲波金屬表面加工工藝，包括以下步驟：

（1）把超聲波刀具或安裝超聲波刀具的超聲波金屬表面加工裝置安裝在銑床的主軸上，將超聲波刀具或超聲波金屬表面加工裝置上的非旋轉部分（如滑環電路的外殼和滑環油路的外殼）固定在銑床主軸箱殼體上；

（2）連接超聲波刀具與外部超聲波發生器之間的電纜線；

（3）工件表面在進行超聲波加工之前，表面粗糙度Ra值要求為0.8μm-10μm，超聲波加工余量為0-0.06mm；

根據不同材質，具體超聲波加工之前的表面粗糙度Ra值和超聲波加工余量可按下表選擇：

（4）將工件裝夾在銑床的工作臺上，啟動銑床，使超聲波刀具隨銑床主軸一起旋轉，操作銑床工作臺，使超聲波刀具與工件接觸并對工件施加30kg-500kg的壓力；

超聲波刀具對工件施加的壓力，根據不同材質，可按下表選擇：

（5）對工件表面進行超聲波加工，超聲波加工時主軸轉速為30轉/分鐘-950轉/分鐘，進給速度為15mm/分鐘-500mm/分鐘；

超聲波加工時的主軸轉速和進給速度，根據不同材質，可按下表選擇：

按上述工藝對金屬工件表面進行超聲波加工后，超聲波加工后達到的表面粗糙度值為Ra0.4以下，耐磨性提高50%以上，疲勞壽命提高6倍以上，避免了傳統（拋光）工藝使工件形位工差發生改變的影響，效率是傳統拋光工藝的5倍以上，不產生環境污染，費用低。

本發明對工件在銑床上進行超聲波金屬表面加工時的裝夾方式、工藝參數進行了明確的制定，使銑床上進行超聲波金屬表面加工時具有了切實可行的操作工藝，保證了超聲波金屬表面加工在最佳狀態下進行，保證了對工件表面超聲波加工的最佳效果。