超聲波表面光整加工機理是通過高頻振動的硬質滾輪作用于待加工金屬工件表面，使工件表層金屬產生塑性變形，在塑性變形的過程中，產生了冷作硬化，達到了改善表面質量的目的。這種表面質量的改善是綜合的，既有硬度的提高，又有表面粗糙度降低，同時也彌合了一些微觀裂紋，提高了工件的疲勞強度。

與傳統的砂紙拋光、壓光、磨削相比，超聲波表面加工具有很多優點。

1.作用力大幅度降低在靜壓力等于傳統壓光靜壓力四分之一的情況下，其顯微硬度相。

2.加工區溫度大幅度降低由于改變了加工方式，滾輪與工件的接觸為斷續捶擊，大大減小了相互間的摩擦，溫度也相應的降低，杜絕了因溫度過高造成的表面缺陷。

3.大幅度降低表面粗糙度Ra值表面粗糙度可以提高三級以上，最高可達Ra0.02以下。

4.不產生切屑。

5.提高已加工表面的耐磨性、耐腐蝕性以及抗疲勞強度由于超聲波表面光整加工是壓縮型塑性變形，工件表面產生一定的殘余壓應力，同時表面硬度提高50%以上，疲勞強度可提高近幾倍。

6.節約設備成本超聲波表面光整加工可直接代替砂光和磨削，在普通車床上即可進行光整加工，因此大大節約購置設備的費用，尤其對大型和超大型工件，效果更為明顯。

7.生產效率高例如在普通車床上加工外圓表面，工件線速度70m/s，走刀量為0.05-0.15mm/r，其效率相當于精車。

本系統由超聲波系統、工具頭和其他一些附件構成。工具頭可以安裝到普通機床（如車床）上對工件進行加工而不需對設備作任何改變，對于一些特殊的加工項目也可以開發相應的工藝裝備以便于加工。

應用范圍：

超聲波表面光整加工設備可用于加工內外圓表面、平面，如各種液壓缸內外孔、活塞桿、冶金軋輥等的加工，可以直接替代珩磨和磨削；借助數控設備或專用工裝可以加工各種異型面如汽輪機葉片、航空發動機葉片、飛機蒙皮等；可加工的材料包括碳鋼、工具鋼、合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、鑄鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鋁鎂合金等材料，所加工材料的硬度最高可達HRC60。對加工的零件來說，越是大型零件越具有優越性，可應用于工程機械、壓力機、石油機械、煤礦機械、汽車、軋鋼等行業。

市場前景：

本項目擬研發超聲金屬強化技術及其裝備，改善金屬零件表面應力狀態、提高表面耐磨性、顯微硬度、疲勞強度的作用機理，可以在許多領域應用，因此該技術具有廣闊的應用前景。

預期效果：

超聲處理效果如下：

經過超聲加工的金屬表面具有傳統壓光與噴丸強化的綜合效果。

1、處理后的金屬表面粗糙度比光整前降低3個等級以上

2、處理后的工件表面硬度一般提高20％-50％。

3、處理后的金屬表面抗腐蝕能力比未光整的金屬表面提高數倍，最大可達100倍以上。

4、處理后的金屬表面，應力場發生改變，有利于金屬工件綜合使用性能的提高，使用壽命可延長2-3倍。

5、處理后的金屬表面抗疲勞性能一般增加200％-250％。

6、處理后的可以消除金屬表面微觀缺陷，減少工件使用的初期損傷。

7、處理后的金屬表面的磨擦阻力大大降低，一般可降低35％以上。

項目研發成功后，可以在多個領域使用，按照每臺設備20萬元，年產300套計算，每年的產值將達到6000萬元。

知識產權歸屬情況：

技術秘密。

投資規模：

該項目的投資基本上是技術投資，研發國際先進的超聲金屬強化機床，投資約500萬元，占地面積200平米，初期人員10人左右。



 



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