CN103084608A

CN103084608A - 镗床超声波金属表面加工工艺

Info

Publication number: CN103084608A
Application number: CN2013100315632A
Authority: CN
Inventors: 赵志明; 李超群; 刘秀娟; 候金山
Original assignee: 赵显华
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2013-05-08

Abstract

本发明提供一种镗床超声波金属表面加工工艺，包括以下步骤：（1）将镗床用超声波金属表面加工装置与镗床主轴连接；（2）连接超声波刀具与外部超声波发生器之间的电缆线；（3）将工件装夹在镗床的工作台上；工件表面在进行超声波加工之前的加工要求根据材质选择；（4）启动镗床，镗床用超声波金属表面加工装置与镗床主轴一起旋转，镗床主轴或工作台进给，使超声波刀具对工件施加一定的压力，该压力根据工件材质选择；（5）对工件表面进行超声波加工，超声波加工时的参数根据工件材质选择。本发明对工件在铣床上进行超声波加工时的装夹方式、工艺参数进行了明确的制定，保证了超声波加工在最佳状态下进行，达到超声波加工的最佳效果。

Description

镗床超声波金属表面加工工艺

技术领域

本发明涉及一种在镗床上对金属工件表面进行超声波加工的工艺方法，属于超声波加工技术领域。

背景技术

对金属表面超声波加工能够获得低粗糙度值和高加工精度，并且具有效率高、成本低的特点。对金属表面的超声波加工是通过超声波刀具完成的，不同的超声波刀具可以加工不同形状的表面，超声波刀具可以直接安装在相应机床的主轴或刀架上，或者是安装在超声波加工装置上，在机床超声波加工装置的带动下完成对金属工件表面的超声波加工。

在镗床上的超声波加工主要是针对金属工件上的平面（或端面）或内孔进行的。目前已经出现了一些在镗床上进行超声波加工的装置，如中国专利文献CN101480733公开了一种《用于镗床的超声波金属表面加工装置》，该装置包括镗杆、液压油路滑环、超声波电路滑环和刀头部分，刀头部分安装在镗杆的一端，液压油路滑环和超声波电路滑环均安装在镗杆上，刀头部分包括外壳、超声波发生器、刀盘和刀头，刀头安装在外壳的前端，外壳内安装有超声波发生器，外壳通过导轨安装在刀盘上，在刀头的反方向设有反作用油缸。本发明应用液压油路滑环和超声波电路滑环，使整个装置所必需的油路和电路满足了转动要求，在镗杆转动时不受影响，同时在镗杆头部和刀头相对应的一侧设置了反作用油缸，使镗杆在工作过程中受力均衡，避免了镗杆在工作过程产生的弯矩对超声波金属表面加工装置产生的影响。

但是，上述装置只是解决了可以在镗床上对金属工件表面超声波加工的问题，并没有给出如何加工的工艺过程以及最佳的工艺参数，操作者只是根据经验选择，并不能使超声波加工达到最佳效果。

中国专利文献CN101941082A公开了一种《大缸径液压缸杆类外表面的超声波加工方法》，包括顺序进行的以下工艺步骤：把超声波刀具总成装在普通机床的刀架上；将刀头安装在超声波刀具总成上，调整滚珠；调整好滚珠后，验证刀头是否起振；检验好超声波刀具总成后，把千分表装在表架上，然后将千分表向超声波刀具总成后盖压下0.1mm，并调整表盘到零位上，以便于读取滚珠与机件表面静压力的大小；加工零件。 CN101224532公开了一种《电站大型镜板镜面豪克能加工工艺》，包括以下步骤：(1)采用合适的刀具制作出符合图纸要求的基本尺寸及形位公差和表面粗糙度达2.3μm～2.8μm的镜板；(2)调整切削参数：豪克能刀具加工的线速度调整为39m/min，走刀速度调整为0.3mm/r；(3)使用豪克能刀具对步骤(1)加工形成的镜板镜面实施加工。

上述超声波加工方法中提到的加工过程和工艺参数都是针对特定工件提出的，并不能适用于镗床上的超声波加工。

发明内容

本发明针对现有镗床超声波加工技术存在的不足，提供一种能够使超声波加工达到最佳效果的镗床超声波金属表面加工工艺。

本发明的镗床超声波金属表面加工工艺，包括以下步骤：

（1）将镗床用超声波金属表面加工装置与镗床主轴连接，将超声波金属表面加工装置上的非旋转部分（如滑环电路的外壳和滑环油路的外壳）固定在镗床床身上；

（2）连接超声波金属表面加工装置与外部超声波发生器之间的电缆线；

（3）工件表面在进行超声波加工之前，表面粗糙度Ra值要求为0.8μm-10μm，超声波加工余量为0-0.06mm；

根据不同材质，具体超声波加工之前的表面粗糙度Ra值和超声波加工余量可按下表选择：

（4）将工件装夹在镗床的工作台上，启动镗床，使超声波金属表面加工装置随镗床主轴一起旋转，操作镗床工作台，使超声波金属表面加工装置上的刀头与工件接触并对工件施加30kg-500kg的压力；

超声波金属表面加工装置上的刀头对工件施加的压力，根据不同材质，可按下表选择：

（5）对工件表面进行超声波加工，超声波加工时的线速度为5m/分钟-120m/分钟，进给速度为0.05mm/转-0.8mm/转；

超声波加工时的线速度和进给速度，根据不同材质，可按下表选择：

按上述工艺对金属工件表面进行超声波加工后，超声波加工后达到的表面粗糙度值为Ra0.2以下，耐磨性提高50%以上，疲劳寿命提高6倍以上，避免了传统（抛光）工艺使工件形位工差发生改变的影响，效率是传统抛光工艺的5倍以上，不产生环境污染，费用低。

本发明对工件在镗床上进行超声波加工时的装夹方式、工艺参数进行了明确的制定，使镗床上进行超声波加工时具有了切实可行的操作工艺，保证了超声波加工在最佳状态下进行，保证了对工件超声波加工的最佳效果。

具体实施方式

本发明的镗床超声波金属表面加工工艺，采用CN101480733公开的《用于镗床的超声波金属表面加工装置》，对超声波加工过程和不同材质的加工工艺参数做出了明确规定，包括以下步骤：

（1）将镗床用超声波金属表面加工装置通过锥柄与镗床主轴锥孔连接，由拉杆从主轴的另一端将超声波金属表面加工装置拉紧，使超声波金属表面加工装置与镗床主轴牢固连接；将超声波金属表面加工装置上的非旋转部分（如滑环电路的外壳和滑环油路的外壳）定位并固定在镗床床身上；

（3）将工件装夹在镗床的工作台上，装夹方式与镗床上进行镗削加工时的装夹方式一样；工件表面在进行超声波加工之前的加工要求根据材质按下表选择：

工件表面在进行超声波加工之前的加工可以在镗床上进行，这样可以保持工件的装夹方式不变，直接更换超声波加工装置后进行超声波加工。也可以在其它机床上加工后再在镗床上进行超声波加工。

（4）启动镗床，使超声波金属表面加工装置随镗床主轴一起旋转，操作镗床工作台，使超声波金属表面加工装置上的刀头与工件接触(超声波金属表面加工装置随镗床主轴一起旋转并进给，或超声波金属表面加工装置只随镗床主轴旋转而工件随镗床工作台作移动进给),并对工件施加一定的压力，该压力根据工件材质按下表选择：

该压力的实现可以参考CN101480733公开的《用于镗床的超声波金属表面加工装置》说明书中的叙述，通过设置于该装置内部的油缸机构来实现的，当该装置上的刀具头与工件接触时，在刀具头的对面设置有支撑机构（在刀头的反方向设有反作用油缸），该机构通过油缸驱动控制，通过调节液压系统的压力来实现超声波刀具对工件施加的压力。

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Claims

1.一种镗床超声波金属表面加工工艺，其特征是：包括以下步骤：

（1）将镗床用超声波金属表面加工装置与镗床主轴连接，将超声波金属表面加工装置上的非旋转部分固定在镗床床身上；

（5）对工件表面进行超声波加工，超声波加工时的线速度为5m/分钟-120m/分钟，进给速度为0.05mm/转-0.8mm/转。

2.根据权利要求1所述的镗床超声波金属表面加工工艺，其特征是：所述步骤（3）中超声波加工之前的表面粗糙度Ra值和超声波加工余量，根据不同材质，按下表选择：

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3.根据权利要求1所述的镗床超声波金属表面加工工艺，其特征是：所述步骤（4）中超声波金属表面加工装置上的刀头对工件施加的压力，根据不同材质，按下表选择：

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4.根据权利要求1所述的镗床超声波金属表面加工工艺，其特征是：所述步骤（5）超声波加工时的线速度和进给速度，根据不同材质，按下表选择：

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