[發明專利]金屬表面加工方法和裝置

在審

• 申請號: 202010039587.2
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111203715A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 倪勇仁;師新杰
• 申請（專利權）人: 師新杰
• 主分類號: B23P23/00
• 分類號: B23P23/00;B23P15/00;B23K26/354;B23P9/02;B23K26/00
• 代理公司: 北京市鼎立東審知識產權代理有限公司 11751
• 代理人: 陳佳妹;賈滿意

本申請涉及一種金屬表面加工方法，包括：將待加工金屬固定到車床上，控制位于車床的同一側的激光器和復合能執行器沿車床的床面移動，并同時控制待加工金屬轉動；采用激光器對待加工金屬的表面進行加工，以使待加工金屬的表面呈微熔狀態；采用復合能執行器對呈微熔狀態的待加工金屬的表面進行沖擊滾壓，以將呈微熔狀態的待加工金屬的表面沖擊滾壓平整；其中，復合能執行器用于輸出溫度高于室溫的高溫激活能形式的復合能。其通過采用將激光器和復合能執行器相結合的方式，利用激光技術和高能束的高頻沖擊滾壓同步輸出高溫激活能形式的復合能的組合，對金屬表面進行鏡面加工，實現了金屬表面的超鏡面加工。

技術領域

本公開涉及機械加工技術領域，尤其涉及一種金屬表面加工方法和裝置。

背景技術

隨著機械加工技術的進步，行業內更渴望得到加工精度更高的零部件，同時也對工件表面的處理工藝提出了更高的要求，以延長工件的使用壽命。其中，工件表面粗糙度和處理工藝對提高工件的抗疲勞強度和壽命有很大的關系。在相關技術中，通常采用磨床、拋光、放電、電鍍、滾壓和高能束的高頻沖擊滾壓同步輸出溫度高于室溫的高溫激活能形式的復合能鏡面加工技術等對工件表面進行處理加工。但是，采用相關技術中的加工工藝對工件表面進行加工處理時，所得到的工件表面的表面粗糙度還有待提高。

發明內容

有鑒于此，本公開提出了一種金屬表面加工方法，可以有效提高工件表面的表面粗糙度，提高加工效果和加工效率。

根據本公開的一方面，提供了一種金屬表面加工方法，包括：

將待加工金屬固定到車床上，控制位于所述車床的同一側的激光器和復合能執行器沿所述車床的床面移動，并同時控制所述待加工金屬轉動；

采用所述激光器對所述待加工金屬的表面進行加工，以使所述待加工金屬的表面呈微熔狀態；

采用所述復合能執行器對呈微熔狀態的所述待加工金屬的表面進行沖擊滾壓，以將呈所述微熔狀態的所述待加工金屬的表面沖擊滾壓平整；

其中，所述復合能執行器用于輸出溫度高于室溫的高溫激活能形式的復合能。

在一種可能的實現方式中，采用激光器對所述待加工金屬的表面進行加工時，所述激光器的激光功率的取值范圍為1000w～3000w；

所述激光器的焦距的取值范圍為：150mm～200mm。

在一種可能的實現方式中，所述激光器的激光功率的取值為2200w。

在一種可能的實現方式中，所述待加工金屬轉動時的圓周面與所述車床的床面相垂直；

所述激光器與所述復合能執行器呈上下位置垂直設置；

其中，所述激光器的激光頭與所述復合能執行器的沖擊滾壓頭之間的垂直距離的取值范圍為：10mm～20mm。

在一種可能的實現方式中，所述激光器的光斑與所述復合能執行器的高頻沖擊滾壓激活點之間的距離的取值范圍為：10mm～20mm。

在一種可能的實現方式中，所述激光器和所述復合能執行器沿所述車床的床面移動時的移動速率的取值范圍為：0.01mm/s～0.05mm/s；

所述待加工金屬轉動時的線速度的取值范圍為：50mm/s～100mm/s。

在一種可能的實現方式中，所述移動速率的取值為0.05mm/s；

所述線速度的取值為100mm/s。

在一種可能的實現方式中，所述復合能執行器的振動頻率的取值為每秒3萬次。

根據本申請的另一方面，還提供了一種金屬表面加工裝置，包括車床、移動機構、激光器、復合能執行器和工件固定機構；