[實用新型]一種超聲振動滾壓加工裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920255615.7
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN209954120U
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐文君;李志成;李建華
• 申請（專利權(quán)）人: 信利光電股份有限公司
• 主分類號: B23P9/04
• 分類號: B23P9/04
• 代理公司: 44285 深圳市深佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 王仲凱

本申請涉及超聲滾壓加工的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲振動滾壓加工裝置。本申請的超聲振動滾壓加工裝置包括：振動金屬板，所述振動金屬板為方形板，所述振動金屬板的頂端延伸有凸起塊，所述振動金屬板的第一面固定有緊固件，所述緊固件設(shè)有通孔；夾板，所述夾板上開有通槽，所述振動金屬板通過所述通孔和所述通槽與所述夾板固定連接；滾壓工具頭，所述滾壓工具頭與所述凸起塊連接；壓電陶瓷片，所述壓電陶瓷片設(shè)置在所述振動金屬板的第二面上，超聲波發(fā)生器，所述超聲波發(fā)生器與所述壓電陶瓷片的上表面連接，所述超聲波發(fā)生器與所述振動金屬板連接。本申請?zhí)峁┑难b置，結(jié)構(gòu)簡單，能對微細部件進行超聲振動滾壓加工。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及超聲滾壓加工的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲振動滾壓加工裝置。

背景技術(shù)

超聲振動滾壓技術(shù)是利用超聲沖擊能量和靜載滾壓相結(jié)合，對金屬零部件表面進行高速撞擊處理，使零件表層材料產(chǎn)生較大的塑性變形，卸載后形成有益的殘余壓應(yīng)力，從而強化被加工表面。加工工作頭沿工件表面法線方向施加一定幅度的超聲頻機械振動，在一定進給條件下，工作頭將靜壓力和超聲頻振動傳遞到旋轉(zhuǎn)的機械零部件表面，產(chǎn)生沖擠作用而使金屬材料得到強化。工件表面由于產(chǎn)生了塑性變形，一方面，工件表面凹凸不平的部分因此被壓平，使其表面粗糙度變小，如果調(diào)整到合適的超聲滾壓加工參數(shù)下進行加工，工件表面粗糙度是可能降低到納米水平的。另一方面，由超聲振動產(chǎn)生的撞擊與預(yù)緊力產(chǎn)生的擠壓相結(jié)合的作用，金屬表面發(fā)生劇烈而的塑性變形，這將使金屬工具的外表面和內(nèi)部出現(xiàn)的大量錯位和滑移，導(dǎo)致表層一些晶粒。因此，細化形成強度較高的超細晶結(jié)構(gòu)層，提高了金屬表面的綜合性能指標(biāo)。另外，因為工件表面在滾壓工具頭加工過程中是被均勻壓縮的，所以，在產(chǎn)生表面硬化的效果的同時，也會是被壓縮的表面出現(xiàn)數(shù)值較高的殘余應(yīng)力，這有利于提高工件表面的的抗疲勞性和耐磨性。

超聲振動滾壓技術(shù)是利用超聲振動的原理，將超聲波發(fā)生器與滾壓工具頭相結(jié)合，對工件表面進行表面強化和光整加工，超聲振動發(fā)生器產(chǎn)生超聲振動，通過變幅桿等裝置放大后傳遞給工具頭，這樣工具頭就能在對工件表面進行滾壓加工時產(chǎn)生微幅的高速撞擊，經(jīng)過微幅高速撞擊后的工件表面的材料產(chǎn)生比普通滾壓更為劇烈的塑性變形，晶粒強化的效果也得到明顯的增強，從而起到輔助滾壓的作用。總的來說，它相比于傳統(tǒng)加工，主要有以下幾個優(yōu)點：1)相比于單純的滾壓和其他表面強化技術(shù)，能夠使加工表面獲得更好的光潔度；2)裝置中工具頭使用的是可以滾動的高硬度材料，這使使用壽命和加工效率都得到了增強；3)動態(tài)的沖擊與靜態(tài)載荷的結(jié)合有助于工具頭位置的調(diào)節(jié)，使其能夠加工不同外形的表面。超聲表面滾壓加工的參數(shù)的影響因素，包括：靜壓力、振動強度和在各種加工的參數(shù)下對表面層重復(fù)加工的次數(shù)，改變上述幾個參數(shù)對超聲滾壓加工的質(zhì)量都有很大的影響，國內(nèi)有很多研究者已針對多種不同材料進行了研究、實驗，并得出了很有實際生產(chǎn)參考價值的結(jié)論與數(shù)據(jù)。

超聲表面滾壓強化技術(shù)能夠增強普通滾壓表面加工對軸類等機械傳動零部件的耐磨性和其他表面質(zhì)量的改善作用，對于機械加工、航空航天，車輛等工程領(lǐng)域來說是非常具有潛力的一項技術(shù)。特別是對于一些硬度較高的軸類零件、支撐類零件使用超聲輔助進行滾壓加工將大大的省時省力。超聲表面滾壓技術(shù)是利用超聲沖擊能量和靜載滾壓相結(jié)合，對金屬零部件表面進行高速撞擊處理，使零件表層材料產(chǎn)生較大的塑性變形，卸載后形成有益的殘余壓應(yīng)力，從而強化被加工表面。