一种基于超声滚压技术的表面改性立式装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于超声滚压技术的表面改性立式装置及方法，包括立式加工中心机床、超声执行机构、超声波发生器以及空气压缩机，所述超声波发生器经电缆线与超声执行机构相连接，用以为加工系统提供能量，所述空气压缩机经管线与超声执行机构相连接，用以提供初始静压力并通过压力表进行调节，所述超声执行机构包括由上至下安装在立式加工中心机床主轴上的超声波换能器、变幅杆和工具头。本发明专利技术设计合理，设计合理，通过超声执行机构产生超高频机械振动，并耦合空气压缩机提供的静载荷共同作用于工具头上，在立式加工中心机床主轴的带动下与工件表面接触并作横向往复运动，能够有效降低工件的表面粗糙度，细化表层晶粒组织，提高工件的表面完整性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声滚压技术的表面改性立式装置及方法
本专利技术涉及一种基于超声滚压技术的表面改性立式装置及方法。
技术介绍
机械零件的磨损、腐蚀和疲劳断裂等失效往往起源于材料表面，零件的使用性能和耐久性很大程度上取决于材料的表面完整性，因此材料表面完整性的改善与提高是材料延寿的关键内容和核心技术。超声滚压作为一种新型绿色表面改性技术，可以显著降低工件的表面粗糙度、提高显微硬度并引入深层残余压应力，在提高材料表面完整性方面具有很大的潜力。但是目前，现有的提高金属材料表面完整性的形变强化技术主要有滚压和喷丸强化这两种技术。然而，这两种工艺都存在一定的局限性，例如滚压技术需要一定的压力才能实现对工件的表面强化，这个压力大约在1000~3000N，会对机床的刚性和精度造成损伤；喷丸强化后工件表面较为粗糙，形成的塑性变形层深度较小。此外，现有的超声滚压设备多用于回转件的加工，难以实现平面类零件的表面改性处理。
技术实现思路
本专利技术对上述问题进行了改进，即本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于超声滚压技术的表面改性立式装置及方法，有效提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声滚压技术的表面改性立式装置，其特征在于，包括立式加工中心机床、超声执行机构、超声波发生器以及空气压缩机，所述超声波发生器经电缆线与超声执行机构相连接，用以为加工系统提供能量，所述空气压缩机经管线与超声执行机构相连接，用以提供初始静压力并通过压力表进行调节，所述超声执行机构包括由上至下安装在立式加工中心机床主轴上的超声波换能器、变幅杆和工具头。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于超声滚压技术的表面改性立式装置，其特征在于，包括立式加工中心机床、超声执行机构、超声波发生器以及空气压缩机，所述超声波发生器经电缆线与超声执行机构相连接，用以为加工系统提供能量，所述空气压缩机经管线与超声执行机构相连接，用以提供初始静压力并通过压力表进行调节，所述超声执行机构包括由上至下安装在立式加工中心机床主轴上的超声波换能器、变幅杆和工具头。


2.根据权利要求1所述的一种基于超声滚压技术的表面改性立式装置，其特征在于，所述工具头为球形滚压头且与工件表面保持垂直接触。


3.根据权利要求1所述的一种基于超声滚压技术的表面改性立式装置，其特征在于，所述工具头采用润滑介质进行冷却润滑，所述工具头通过导管与立式加工中心机床内的蓄油箱相连，润滑介质由工具头左侧上方的进油口流入经工具头右侧上方的出油口流出。


4.根据权利要求1所述的一种基于超声滚压技术的表面改性立式装置，其特征在于，所述超声波换能器为压电式陶瓷换能器。


5.根据权利要求1所述的一种基于超声滚压技术的表面改性立式装置，其特征在于，所述变幅杆为阶梯形锥度变幅杆，用以降低阶梯处的应力集中，提高传递效率。


6.根据权利要求1所述的一种基于超声滚压技术的表面改性立式装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：林有希，李光晖，蔡建国，郑开魁，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35