[發明專利]金屬鑄件的超聲光整批量加工方法及設備

在審

• 申請號: 201810523302.5
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108544306A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 賴志偉
• 申請（專利權）人: 東莞市新瑪博創超聲波科技有限公司
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04;B24B31/10
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 林曉宏

1.一種金屬鑄件的超聲光整批量加工方法，其特征在于：包括以下步驟，

投料步驟，將多個金屬鑄件投入到容置體(2)的光整加工室(24)中；

磨料投放步驟，向光整加工室(24)投放具有導磁性的磨料；

超聲光整步驟，通過超聲產生裝置至少產生一種光整超聲波，并通過超聲工具頭(1)至少將光整超聲波傳導至容置體(2)或直接傳導至光整加工室(24)中的金屬鑄件以及磨料；

通過旋轉驅動裝置驅動超聲工具頭(1)旋轉，同時對光整加工室(24)施加一旋轉磁場；

磨料受到光整超聲波和旋轉磁場的雙重作用，光整加工室(24)內的磨料相對自身產生360度的不定向振動，同時使振動中的磨料相對容置體(2)在光整加工室(24)內沿圓周方向旋轉；

磨料接觸到光整加工室(24)的各個金屬鑄件的各個表面，對金屬鑄件的所有表面進行超聲光整加工，超聲光整加工過程中通過磨料對金屬鑄件的所有表面提供微量磨削、滾壓和研磨壓力，以實現改善金屬鑄件表面的微觀幾何特征和改善表面層物理力學性能，且實現快速批量超聲光整加工；

完成加工，從光整加工室(24)中取出金屬鑄件，得到無毛刺且表面光滑的金屬鑄件。

2.根據權利要求1所述的一種金屬鑄件的超聲光整批量加工方法，其特征在于：所述投料步驟中，將多個金屬鑄件自由放置在光整加工室(24)中，不需要固定金屬鑄件；

所述磨料投放步驟中，通過送料管向所述光整加工室(24)投放所述磨料，至少使磨料覆蓋各金屬鑄件，磨料的形狀包括長條形狀、圓球體形狀、多面體形狀或薄片形狀中的至少一種，磨料的最大粒徑為0.01-50mm；

所述超聲光整步驟，通過超聲變幅桿將所述超聲產生裝置產生的光整超聲波傳導至所述超聲工具頭(1)，將超聲工具頭(1)安裝在所述容置體(2)的下方或上方；

控制超聲工具頭(1)相對磨料高速旋轉，超聲工具頭(1)的旋轉速度控制在1000-50000轉/分鐘；

由至少兩個固定在所述超聲工具頭(1)外緣或固定在所述容置體(2)的底部的磁體(31)組成一磁場發生裝置(3)，磁場發生裝置(3)中的各磁體(31)沿圓周方向等間隔分布在超聲工具頭(1)的外圓環區域，相鄰的磁體(31)的磁極方向相反，且各磁體(31)的磁極方向分別垂直于光整加工室(24)的底面，磁體(31)選用永磁鐵或電磁鐵；

超聲工具頭(1)和磁場發生裝置(3)形成一復合光整裝置(4)，通過超聲工具頭(1)或容置體(2)帶動磁場發生裝置(3)相對磨料旋轉，磁場發生裝置(3)的旋轉速度控制在1000-50000轉/分鐘，在光整加工室(24)內形成共存的旋轉超聲場和旋轉磁場；

通過超聲工具頭(1)將光整超聲波傳導至容置體(2)，通過容置體(2)將光整超聲波傳導至光整加工室(24)中的金屬鑄件和磨料；

將光整超聲波的頻率控制在15-100KHZ、功率控制在100-500KW、振幅30-100微米；

超聲光整加工過程中對金屬鑄件的作用至少包括降低表面粗糙度值、增加表面輪廓支承率、去除毛刺、改善表面形成變質層、改善表面應力狀態；

當旋轉和不定向振動中的磨料接觸金屬鑄件表面的毛刺時磨料將毛刺從其根部振斷。