把超聲振動(dòng)引入常規(guī)擠壓過(guò)程,其工藝效果明顯改善,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[8,16]:
(1) 表面粗糙度降低。超聲振動(dòng)擠壓強(qiáng)化工藝是一種光整工藝方法,最明顯的效果之一是工件表面粗糙度顯著降低,降低的程度與工具頭表面粗糙度和工件的原始粗糙度有關(guān)。表面粗糙度降低對(duì)零件接觸面的耐磨性,防止零件表面應(yīng)力集中,金屬鏡面拋光設(shè)備報(bào)價(jià),提高其疲勞強(qiáng)度都有好處。
圖1是采用北京交通大學(xué)數(shù)字化制造技術(shù)與裝備研究所和濟(jì)南山科數(shù)控設(shè)備有限公司聯(lián)合開發(fā)的SK-MC20型超聲擠壓強(qiáng)化系統(tǒng)加工的部分試樣。圖2是超聲強(qiáng)化前后不銹鋼材料表面粗糙度對(duì)比??梢钥闯?,超聲強(qiáng)化后的效果非常明顯,超聲強(qiáng)化后表面粗糙度大大降低(由超聲強(qiáng)化前的Ra0.402mm降為Ra0.022mm)。
超聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的是,麗水金屬鏡面拋光設(shè)備,力求以較小的能耗,將超聲能量傳輸或集聚到變形金屬處,并保證在整個(gè)擠壓過(guò)程中超聲系統(tǒng)工作穩(wěn)定。超聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是:
(1) 超聲工作頻率的選擇:超聲工作頻率一般取20kHz為宜。頻率過(guò)低,則變幅桿及換能器尺寸增大,成本提高,更為嚴(yán)重的是會(huì)出現(xiàn)噪音公害的問(wèn)題;頻率過(guò)高,不易維持穩(wěn)定的工作狀態(tài),金屬鏡面拋光設(shè)備廠家,而且此時(shí)調(diào)節(jié)超聲系統(tǒng)各部分尺寸及相對(duì)位置亦較困難。
(2) 擠壓模位置的確定:由駐波特性可知,金屬鏡面拋光設(shè)備價(jià)格,欲較大限度發(fā)揮超聲效果,擠壓模必須置于超聲振動(dòng)的位移波腹處或應(yīng)力波腹處。
(3) 復(fù)合換能器的設(shè)計(jì):為了減少超聲能量在傳導(dǎo)過(guò)程中的損耗,單個(gè)換能器直徑應(yīng)小于l/4。據(jù)此,再適當(dāng)選擇貝賽爾函數(shù)的階數(shù),便可確定轉(zhuǎn)換器的尺寸。
(4) 頻率自動(dòng)跟蹤系統(tǒng):為使在超聲擠壓過(guò)程中,超聲擠壓系統(tǒng)處于較佳共振狀態(tài),避免出現(xiàn)頻率漂移現(xiàn)象,必須設(shè)置有效的頻率自動(dòng)跟蹤系統(tǒng),按照從金屬變形區(qū)反饋來(lái)的信號(hào),隨時(shí)自行調(diào)整超聲系統(tǒng)。
濟(jì)南山科數(shù)控設(shè)備有限公司(以下簡(jiǎn)稱山科數(shù)控)坐落于美麗的泉城濟(jì)南東部省級(jí)產(chǎn)學(xué)研基地,是由中國(guó)首批高頻處理研究專家以及知名高校吸引風(fēng)險(xiǎn)投資公司共同創(chuàng)辦的高新技術(shù)企業(yè),是超聲納米金屬加工技術(shù)的發(fā)明者,擁有12項(xiàng)國(guó)家專利,也是中國(guó)最早研發(fā)振動(dòng)時(shí)效設(shè)備(又稱振動(dòng)時(shí)效裝置)、超聲沖擊設(shè)備、應(yīng)力檢測(cè)設(shè)備、超聲波金屬表面加工處理設(shè)備-納米磨床的企業(yè),濟(jì)南山科數(shù)控設(shè)備有限公司作為中國(guó)超聲波納米金屬加工技術(shù)倡導(dǎo)者、設(shè)計(jì)者、發(fā)明者,公司秉承科技改變生活、誠(chéng)信重于生命的宗旨、能為客戶提供權(quán)威完善的金屬表面加工、抗疲勞制造及殘余應(yīng)力消除解決方案及產(chǎn)品。 山科數(shù)控主要從事振動(dòng)時(shí)效、應(yīng)力檢測(cè)、超聲沖擊設(shè)備及超聲納米金屬加工設(shè)備-納米磨床的設(shè)計(jì)開發(fā)生產(chǎn)以及銷售業(yè)務(wù),公司生產(chǎn)的納米磨床(超聲納米金屬表面加工技術(shù)專利產(chǎn)品),超聲沖擊設(shè)備,振動(dòng)時(shí)效設(shè)備暢銷國(guó)內(nèi)31個(gè)省、市、自治區(qū)以及20多個(gè)國(guó)家、地區(qū),受到客戶一致好評(píng)! 山科數(shù)控?fù)碛袕?qiáng)大的技術(shù)研發(fā)實(shí)力。公司自成立以來(lái),先后開發(fā)了TY、 TS、TA、TB、HA、HB、ZA、ZB系列振動(dòng)時(shí)效設(shè)備、MC系列尖端科技產(chǎn)品-納米磨床,九個(gè)系列60多個(gè)產(chǎn)品的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品,在自主研發(fā)方面取得了豐碩成果,公司技術(shù)中心擁有專業(yè)技術(shù)人員20余人,其中教授5人,副教授12人,研發(fā)能力在同行業(yè)位居前列,公司產(chǎn)品均取得省級(jí)以上專業(yè)機(jī)構(gòu)鑒定認(rèn)可。山科數(shù)控將努力創(chuàng)新,為我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)提供高效、專業(yè)解決方案! 山科數(shù)控自成立以來(lái)以成為優(yōu)質(zhì)的機(jī)械加工設(shè)備供應(yīng)商為愿景,以提高行業(yè)科技含量、降低客戶成本為己任,以為近千家企業(yè)提供時(shí)效處理設(shè)備及納米磨床金屬表面加工設(shè)備,其中不乏德國(guó)西門子公司、美國(guó)通用公司、丹麥丹佛斯、上海大眾公司、中國(guó)一汽、中國(guó)重汽、濟(jì)鋼股份公司、萊鋼股份公司、山推集團(tuán)、臨工集團(tuán)、三一重工、華東數(shù)控等國(guó)際、國(guó)內(nèi)知名企業(yè)!