金属表面超声滚压加工和超声冲击加工的对比
超声滚压加工:
超声表面滚压(Ultrasonic surface rolling extrusion, USRE)加工是利用超声冲击能量和静载滚压相结合的工作方式,对金属零部件表面进行处理。通过加工工作头沿工件表面法线方向施加一定幅度的超声频机械振动,在一定进给条件下,工作头将静压力和超声冲击振动传递到旋转的机械零部件表面,产生冲挤作用而使金属材料产生大幅度弹塑性变形。
加工后,工件表面产生一定的弹性恢复,所产生的塑性流动将工件表面上的“谷”被“峰”填满,从而大大降低表面粗糙度Ra 至纳米水平,并提高其表面的综合性能指标。与此同时,在超声波冲击和静压力滚压联合作用下,金属工件表面所产生剧烈而均匀的塑性变形必然导致工件一定深度表层的原始状态晶粒被严重地打碎细化。往复加工可以使零件表面均匀受力,同时增大变形量及变形深度,达到进一步细化和均化晶粒的目的,从而获得纳米结构层。由于工件表面被均匀压缩,伴随着产生了残余压缩应力,这对提高机械零部件的抗疲劳和磨损性能、耐蚀性非常有利。
但是这种加工方式的一种缺陷就是费用太高,目前基本还只应用于科研方面。
超声冲击金属表面加工:
超声冲击是一种应用于精密机械加工领域的专利技术,可实现机械加工中,冷、热加工领域中的几大重要问题,包括提高金属零件表面达到镜面效果、提高疲劳寿命、增加显微硬度、增加耐磨耐腐蚀性等;同时,还可实现焊接应力的100%消除并预置压应力。
“超声冲击”并不是机床的品牌,而是一种新工艺的专用技术名称。超声冲击是一种由电能转换、高频率、大能量的且振幅很小的机械能和热能(略高于室温)的复合能量,是一种基于超声波技术的新加工方式。但其与一般超声波不同的是解决了超声波能量密度小、输出不稳定、在不同介质中连续传输、工具头耐用性和零件表面美观一致性等多个难题,同时,在工作时又在超声波的基础上复合上激活能。所以超声冲击是多学科的边缘科学成果。
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