高能束金屬表面加工

通過高能脈衝(20KHz~40KHz)的硬質滾輪、滾針或合金球作用於待加工金屬工件表面,使工件表層金屬組織發生塑性形變,冷作硬化後達到改善表面質量的目的,一次裝夾光潔度最高可達Ra0.02μm超鏡面效果,金屬表面粗糙度提高3個等級以上,可加工HRC65度以下零件。

定義

通過高能脈衝(20KHz~40KHz)的硬質滾輪、滾針或合金球作用於待加工金屬工件表面,使工件表層金屬組織發生塑性形變,冷作硬化後達到改善表面質量的目的,一次裝夾光潔度最高可達Ra0.02μm超鏡面效果,金屬表面粗糙度提高3個等級以上,可加工HRC65度以下零件。

技術原理

利用金屬的可塑性,首先有一個優質的高能束脈衝作用在工件的表面上,使工件的可塑性提高几十倍,之後又以每秒3萬次的頻率對工件表面進行頻率高、振幅小(約5~7μm)的衝擊,使工件高處組織向低處滑移,表面組織重新納米化排列,工件表面粗糙度提高。高能束脈衝能量作用在工件表面上時,由於外到里逐漸減弱,工件的硬化層和母材之間是連續過渡的,在二十幾年的國內外使用中優於其他表面加工的方法,無開裂、分層等現象。

加工設備的說明

1.高能束脈衝表面加工效率:

加工的最大線速度60-125m/min,縱向走刀速度0.2-2mm/r;

2.高能束脈衝金屬表面加工效果:

a.加工後表面粗糙度值Ra在0.2μm以下;

b.工件的表面耐磨性及使用壽命大大提高;

c.加工後工件比車削後微小變化,數值工藝一定則數值一定。

d.材料表面顯微硬度20%以上。

3.材料及動力消耗:

a.輸入電壓為220v±10%;

b.潤滑冷卻液為合成脂切削液、20#機械油與煤油的3:1混合油、設備配備合成切削液,自備循環回收系統不消耗。

加工特性

1.直接加工出鏡面零件,表面粗糙度Ra值<=0.2μm;

2.零件疲勞壽命提高几十倍;

3.預置理想可控的高值壓應力;

4.零件表面顯微硬度提高20%以上;

5.耐腐蝕性提高50%以上,耐磨性提高50%以上;

6.使零件表面層晶粒細化。

加工套用

1.套用零件

零件的內孔、外圓、內外錐面、平面、R弧、各種異形曲面等。

2.套用工具機

臥床、立車、球面車、磨床、鏜床、銑床、鑽床、刨床、加工中心等。

3.套用材料

普通鋼、碳鋼、工具鋼、合金鋼、不鏽鋼、高溫合金及有色金屬材料。

4.套用行業

航空航天、軍工造船、科研院所、冶金製造、水力發電、工程機械、石油勘探、煤礦機械、模具製造、電機行業等。

與傳統同類技術對比

項目名稱 傳統同類技術 高能束技術
工具機危害 對工件施壓大於150-500公斤 純能量加工施壓小於35公斤 無任何損害
加工效率 效率低下,使用線速度30~50米每分鐘 使用線速度125米每分鐘 效率提高2~3倍
核心部分 手工調節、工人操作繁瑣 全自動匹配、無需調節、裝夾方便
使用成本 主件及維修配件昂貴 無使用成本
傳遞方式 通過換能器、變速桿、工具座、滾軸 直接傳遞發揮換能器所有能量

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