金属表面加工方法和装置制造方法及图纸

本申请涉及一种金属表面加工方法，包括：将待加工金属固定到车床上，控制位于车床的同一侧的激光器和复合能执行器沿车床的床面移动，并同时控制待加工金属转动；采用激光器对待加工金属的表面进行加工，以使待加工金属的表面呈微熔状态；采用复合能执行器对呈微熔状态的待加工金属的表面进行冲击滚压，以将呈微熔状态的待加工金属的表面冲击滚压平整；其中，复合能执行器用于输出温度高于室温的高温激活能形式的复合能。其通过采用将激光器和复合能执行器相结合的方式，利用激光技术和高能束的高频冲击滚压同步输出高温激活能形式的复合能的组合，对金属表面进行镜面加工，实现了金属表面的超镜面加工。

Metal surface processing method and device

【技术实现步骤摘要】
金属表面加工方法和装置
本公开涉及机械加工
，尤其涉及一种金属表面加工方法和装置。
技术介绍
随着机械加工技术的进步，行业内更渴望得到加工精度更高的零部件，同时也对工件表面的处理工艺提出了更高的要求，以延长工件的使用寿命。其中，工件表面粗糙度和处理工艺对提高工件的抗疲劳强度和寿命有很大的关系。在相关技术中，通常采用磨床、抛光、放电、电镀、滚压和高能束的高频冲击滚压同步输出温度高于室温的高温激活能形式的复合能镜面加工技术等对工件表面进行处理加工。但是，采用相关技术中的加工工艺对工件表面进行加工处理时，所得到的工件表面的表面粗糙度还有待提高。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提出了一种金属表面加工方法，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。根据本公开的一方面，提供了一种金属表面加工方法，包括：将待加工金属固定到车床上，控制位于所述车床的同一侧的激光器和复合能执行器沿所述车床的床面移动，并同时控制所述待加工金属转动；采用所述激光器对所述待加工金属的表面进行加工，以使所述待加工金属的表面呈微熔状态；采用所述复合能执行器对呈微熔状态的所述待加工金属的表面进行冲击滚压，以将呈所述微熔状态的所述待加工金属的表面冲击滚压平整；其中，所述复合能执行器用于输出温度高于室温的高温激活能形式的复合能。在一种可能的实现方式中，采用激光器对所述待加工金属的表面进行加工时，所述激光器的激光功率的取值范围为1000w～3000w；所述激光器的焦距的取值范围为：150mm～200mm。在一种可能的实现方式中，所述激光器的激光功率的取值为2200w。在一种可能的实现方式中，所述待加工金属转动时的圆周面与所述车床的床面相垂直；所述激光器与所述复合能执行器呈上下位置垂直设置；其中，所述激光器的激光头与所述复合能执行器的冲击滚压头之间的垂直距离的取值范围为：10mm～20mm。在一种可能的实现方式中，所述激光器的光斑与所述复合能执行器的高频冲击滚压激活点之间的距离的取值范围为：10mm～20mm。在一种可能的实现方式中，所述激光器和所述复合能执行器沿所述车床的床面移动时的移动速率的取值范围为：0.01mm/s～0.05mm/s；所述待加工金属转动时的线速度的取值范围为：50mm/s～100mm/s。在一种可能的实现方式中，所述移动速率的取值为0.05mm/s；所述线速度的取值为100mm/s。在一种可能的实现方式中，所述复合能执行器的振动频率的取值为每秒3万次。根据本申请的另一方面，还提供了一种金属表面加工装置，包括车床、移动机构、激光器、复合能执行器和工件固定机构；所述移动机构安装在所述车床的旁侧，并可沿所述车床的床面移动；所述激光器和所述复合能执行器固定安装在所述移动机构上，且所述激光器和所述复合能执行器呈上下位置排列；所述工件固定机构包括固定件；所述固定件的主体呈柱状结构，且所述固定件的一端固定安装在所述车床的床面上；所述固定件未与所述车床的床面相连接的一端设置有转动件，所述转动件与所述固定件的主体的中轴线垂直；其中，所述转动件与所述固定件转动连接，以使所述转动件适用于固定安装待加工金属，并带动所述待加工金属转动；其中，在所述待加工金属固定安装到所述转动件上时，所述待加工金属的表面朝向所述激光器和所述复合能执行器。在一种可能的实现方式中，在所述转动件的转动方向朝向所述激光器和所述复合能执行器一侧时，所述激光器设置在所述复合能执行器的上方；在所述转动件的转动方向背离所述激光器和所述复合能执行器一侧时，所述激光器设置在所述复合能执行器的下方。本申请的金属表面加工技术，在进行金属表面加工过程中，先采用激光器对代加工金属的表面进行激光处理，使得待加工金属的表面状态呈半微流塑化状态后，再立即采用复合能执行器对呈半微流塑化状态的待加工金属的表面进行冲击滚压，将呈半微流塑化状态的待加工金属的表面冲击滚压平整，从而实现金属表面的镜面加工。其通过采用激光器和复合能执行器相结合的方式，利用激光技术和高能束的高频冲击滚压同步输出高温激活能形式的复合能的组合，对金属表面进行镜面加工，使得加工后的金属表面粗糙度达到了ra0.1以内，并且还有效解决了加工后刀纹遗留问题，从而实现了金属表面的超镜面加工。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。图1示出本申请实施例的金属表面加工方法的操作流程图；图2示出采用本申请实施例的金属表面加工方法加工后的金属表面粗糙度检测结果图；图3示出本申请实施例的金属表面加工装置的结构图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。图1示出根据本公开一实施例的金属表面加工方法的操作流程图。如图1所示，该方法包括：步骤S100，将待加工金属固定到车床上，控制位于车床的同一侧的激光器和复合能执行器沿车床的床面移动，并同时控制待加工金属转动。即，在控制激光器和复合能执行器沿车床的床面平移时，还控制待加工金属转动。其中，待加工金属转动时的圆周面与车床的床面相垂直。此处，还需要指出的是，激光器和复合能执行器设置在车床的旁侧，并位于车床的同一侧。本领域技术人员可以理解的是，激光器和复合能执行器沿车床的床面移动，指的是激光器和复合能执行器能够沿车床的边缘相对于待加工金属移动。步骤S200，在控制激光器和复合能执行器移动并同时控制待加工金属转动的过程中，采用激光器对待加工金属的表面进行加工，使得待加工金属的表面温度升高，以使待加工金属的表面呈微熔状态。此处，需要解释说明的是，微熔状态指的是待加工金属的表面由固态向液态转换过程中处于固态与液态的临界状态。也就是说，本申请中的微熔状态指的是待加工金属的表面处于即将由固体转化成液态时的临界状态。此处，本领域技术人员可以理解的是，不同的金属其微熔状态的温度范围不同，此处不进行具体限定。继而再通过步骤S300，采用复合能执行器对呈微熔状态的待加工金属的表面进行冲击滚压，以使呈微熔状态的待加工金属的表面冲击滚压平整。此处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属表面加工方法，其特征在于，包括：/n将待加工金属固定到车床上，控制位于所述车床的同一侧的激光器和复合能执行器沿所述车床的床面移动，并同时控制所述待加工金属转动；/n采用所述激光器对所述待加工金属的表面进行加工，以使所述待加工金属的表面呈微熔状态；/n采用所述复合能执行器对呈微熔状态的所述待加工金属的表面进行冲击滚压，以将呈所述微熔状态的所述待加工金属的表面冲击滚压平整；/n其中，所述复合能执行器用于输出温度高于室温的高温激活能形式的复合能。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属表面加工方法，其特征在于，包括：
将待加工金属固定到车床上，控制位于所述车床的同一侧的激光器和复合能执行器沿所述车床的床面移动，并同时控制所述待加工金属转动；
采用所述激光器对所述待加工金属的表面进行加工，以使所述待加工金属的表面呈微熔状态；
采用所述复合能执行器对呈微熔状态的所述待加工金属的表面进行冲击滚压，以将呈所述微熔状态的所述待加工金属的表面冲击滚压平整；
其中，所述复合能执行器用于输出温度高于室温的高温激活能形式的复合能。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用激光器对所述待加工金属的表面进行加工时，所述激光器的激光功率的取值范围为1000w～3000w；
所述激光器的焦距的取值范围为：150mm～200mm。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述激光器的激光功率的取值为2200w。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待加工金属转动时的圆周面与所述车床的床面相垂直；
所述激光器与所述复合能执行器呈上下位置垂直设置；
其中，所述激光器的激光头与所述复合能执行器的冲击滚压头之间的垂直距离的取值范围为：10mm～20mm。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述激光器的光斑与所述复合能执行器的高频冲击滚压激活点之间的距离的取值范围为：10mm～20mm。


6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述激光器和所述复合能执行器沿所述车床的床面移动时的移动速率的取值范围为：0...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪勇仁，师新杰，
申请(专利权)人：师新杰，
类型：发明
国别省市：河南;41