一種機(jī)械往復(fù)與超聲振動復(fù)合的研磨方法，在研磨工序中采用機(jī)械往復(fù)振動與超聲振動疊加的方式驅(qū)動同一磨頭對加工工件表面進(jìn)行研磨，其中，機(jī)械往復(fù)振動與超聲振動按以下運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行疊加：機(jī)械往復(fù)運(yùn)動方向與超聲振動方向呈同軸疊加，或者在平行于加工工件表面的平面內(nèi)呈夾角疊加；機(jī)械往復(fù)運(yùn)動的頻率為３０赫茲～３００赫茲，超聲振動的頻率為２０千赫茲～５０千赫茲；機(jī)械往復(fù)運(yùn)動的振幅為０．１～１０毫米，超聲振動的振幅為機(jī)械往復(fù)運(yùn)動振幅的０．０２～０．０５倍。本發(fā)明專利技術(shù)方法解決了現(xiàn)有機(jī)械往復(fù)研磨拋光只能實(shí)現(xiàn)大面積工件的拋光，而超聲波研磨拋光只能實(shí)現(xiàn)一些邊角、縫隙、窄邊、深槽及形狀復(fù)雜的型腔表面較小面積的拋光，且研磨效率低的問題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于工件表面光整加工
，具體涉及一種機(jī)械往復(fù)與超聲 振動復(fù)合的研磨方法，該復(fù)合研磨方法尤其適合手提式研磨機(jī)使用。
技術(shù)介紹
現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展對工件的表面質(zhì)量提出了更高的要求，表面質(zhì)量不 僅影響工件的外觀，還直接影響工件的使用性能和壽命，表面質(zhì)量的好壞對 模具來說尤其重要。模具是以復(fù)映方式進(jìn)行零件制造的一種工具，表面粗糙 度已成為衡量模具產(chǎn)品質(zhì)量的重要標(biāo)志，只有模具表面的粗糙度低，才能使 得用其加工的產(chǎn)品的粗糙度值也低。因此研磨拋光己成為模具、工程機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備和航空航天工業(yè)中某些關(guān)鍵零件表面加工的重要手段。現(xiàn)在，模具型腔表面的形狀加工基本上實(shí)現(xiàn)了自動化。為了去除機(jī)械加 工或電火花加工在模具型腔表面留下的刀痕或硬化層，在幾何形狀加工后必 須對模具型腔表面進(jìn)行研磨拋光加工，以期獲得所要求的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度。研磨拋光作為模具表面加工的一道重要工序，其加工時(shí)間占整個(gè)模具制造時(shí)間的30% - 50%，其成本占全部制造成本的5% - 30%。 研磨拋光已成為模具制造過程中的瓶頸。目前最常用的研磨方法是手動機(jī)械往復(fù)研磨拋光，其次是超聲波研磨拋 光。機(jī)械往復(fù)研磨拋光要完成對一件待研磨工件的研磨拋光，至少要經(jīng)過5 ~ 12道研磨工序，每道工序中采用一種單一材質(zhì)的磨頭配以單一顆粒直徑大小 的磨料，按照從粗到細(xì)的規(guī)律研磨，即磨頭的材質(zhì)依次從硬到軟，磨料的顆 粒直徑依次從大到小，在完成前一道研磨工序后，換一種材質(zhì)較前一次稍軟 的磨頭配以顆粒直徑稍小的磨料進(jìn)行研磨，以此類推最終達(dá)到研磨效果。而 機(jī)械往復(fù)研磨拋光利用其磨頭的萬向轉(zhuǎn)動，可以實(shí)現(xiàn)對面積較大的模具型腔 異型曲面的拋光加工，該方法具有簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但因機(jī)械往復(fù)振動 頻率較低，使得該方法加工能力較差、生產(chǎn)效率較低，且勞動強(qiáng)度較大。超聲波研磨拋光，如圖1所示，是利用超聲波發(fā)生器1產(chǎn)生一定能量 (20 50KHz)的超聲頻電流，經(jīng)過換能器陶瓷片2將這些超聲頻電流轉(zhuǎn)換 成超聲頻機(jī)械振動，并通過變幅桿3將這些超聲頻機(jī)械振動加以放大，再傳 到固定在變幅桿3端部的磨頭4上，使磨頭4按一定頻率振動、沖擊和拋磨 工件^皮加工表面，并在每道研磨工序中采用不同的磨頭和磨料，以達(dá)到研磨效果。超聲波研磨拋光采用固定磨頭的高頻振動，產(chǎn)生高效率的磨削功能，但因其磨頭移動距離太小(約l~5nm),故其應(yīng)用范圍較窄，只能實(shí)現(xiàn)對 邊角、縫隙、窄邊、深槽及形狀復(fù)雜的型腔表面等機(jī)械往復(fù)研磨拋光機(jī)不能 處理到的較小面積的拋光加工，而對大面積的工件表面研磨時(shí)，則不能保證 加工工件表面的平整度和光潔度,從而使得超聲振動研磨拋光在整個(gè)拋光領(lǐng)域中的使用占有率僅為2%~5%，因此超聲波高頻振動的功效不能得到充分 的發(fā)揮，應(yīng)用存在著很大的局限性。因此如何解決現(xiàn)有的研磨拋光方法的局限性，即機(jī)械往復(fù)研磨拋光只能 實(shí)現(xiàn)大面積工件的拋光，而超聲波研磨拋光只能實(shí)現(xiàn)一些邊角、縫隙、窄邊、 深槽及形狀復(fù)雜的型腔表面較小面積的拋光，使得研磨效率低的問題，成為 本專利技術(shù)著重研究的內(nèi)容。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的是提供一種機(jī)械往復(fù)與超聲振動復(fù)合研磨方法，以解決現(xiàn)有 機(jī)械往復(fù)研磨拋光只能實(shí)現(xiàn)大面積工件的拋光，而超聲波研磨拋光只能實(shí)現(xiàn) 一些邊角、縫隙、窄邊、深槽及形狀復(fù)雜的型腔表面較小面積的拋光，且研 磨效率低的問題。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是 一種機(jī)械往復(fù)與超聲振動 復(fù)合的研磨方法，在研磨工序中采用機(jī)械往復(fù)振動與超聲振動疊加的方式驅(qū) 動同 一磨頭對加工工件表面進(jìn)行研磨，其中，機(jī)械往復(fù)振動與超聲振動按以 下運(yùn)動參凄t進(jìn)4亍疊力口(1 )運(yùn)動方向疊力口 機(jī)械往復(fù)運(yùn)動方向與超聲振動方向呈同軸疊加，或者在平行于加工工件 表面的平面內(nèi)機(jī)械往復(fù)運(yùn)動方向與超聲振動方向呈夾角疊加；(2)頻率疊加才幾才成往復(fù)運(yùn)動的頻率為30赫茲~300赫茲，超聲4展動的頻率為20千赫 茲~ 50千赫茲； (3 ) 4展幅疊力口機(jī)械往復(fù)運(yùn)動的振幅為0.1 ~ 10毫米，超聲振動的振幅為機(jī)械往復(fù)運(yùn)動振 巾縣^！ 0.02 ~ 0.05^咅。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，所述機(jī)械往復(fù)運(yùn)動方向與超聲振動方向的夾角呈銳角、 鈍角或直角。而當(dāng)機(jī)械往復(fù)運(yùn)動方向與超聲振動方向呈同軸疊加時(shí)，其研磨效果最佳。2、 上述方案中，所述機(jī)械往復(fù)運(yùn)動和超聲振動的頻率分別為58赫茲 108 赫茲和21千赫茲 39千赫茲。3、上述方案中，所述"同一磨頭"指的是機(jī)械往復(fù)研磨時(shí)所使用的磨頭， 該磨頭在作往復(fù)直線運(yùn)動同時(shí)，其磨頭上的磨具繞自身中心旋轉(zhuǎn)。本專利技術(shù)的工作原理是在手動研磨拋光機(jī)的往復(fù)直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)的主軸 上，同軸疊加超聲波發(fā)生裝置，或在平行于加工工件表面的平面內(nèi)超聲波發(fā) 生裝置呈夾角疊加在機(jī)械往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的主軸上，在研磨工序中釆用機(jī)械往 復(fù)振動與超聲振動疊加的方式驅(qū)動同 一磨頭對加工工件表面進(jìn)行研磨，該磨 頭在機(jī)械往復(fù)直線運(yùn)動主軸的帶動下，做振幅較大的往復(fù)運(yùn)動；同時(shí)，啟動 超聲波發(fā)生器發(fā)出超聲波信號，經(jīng)超聲波換能器將超聲波振動傳至磨頭，促 使磨頭按一定頻率振動、沖擊和拋磨工件被加工表面，提高機(jī)械往復(fù)直線運(yùn) 動的研磨效率；同時(shí)，超聲波振動疊加在磨頭上進(jìn)行較大振幅的往復(fù)運(yùn)動， 使得研磨效率和質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高。在整個(gè)研磨過程中，超聲波振動和 機(jī)械往復(fù)運(yùn)動復(fù)合研磨工件表面，集成了超聲波振動研磨和機(jī)械往復(fù)運(yùn)動研 磨的相關(guān)特性。其運(yùn)動軌跡為在磨頭螺旋式進(jìn)給磨軌跡上，疊加超聲振動和 機(jī)械往復(fù)運(yùn)動的直線往復(fù)運(yùn)動軌跡，研磨精度和研磨質(zhì)量均得到較大的提 向。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果1 、本專利技術(shù)在研磨工序中采用機(jī)械往復(fù)振動與超聲振動疊加的方式驅(qū)動 同一磨頭對加工工件表面進(jìn)行研磨，克服了以往機(jī)械往復(fù)和超聲振動單獨(dú)作 用于磨頭研磨加工工件表面的局限性，既能高效的完成對邊角、縫隙、窄邊、 深槽及形狀復(fù)雜的型腔表面等機(jī)械往復(fù)研磨拋光機(jī)不能處理到的較小面積 的拋光加工，也能高效的完成對大面積模具型腔表面的拋光加工，保證加工 工件表面的平整度和光潔度。充分發(fā)揮了超聲振動和機(jī)械往復(fù)的功效，擴(kuò)大 了其使用范圍。2 、本專利技術(shù)在研磨工序中采用機(jī)械往復(fù)振動與超聲振動疊加的方式驅(qū)動 同一磨頭對加工工件表面進(jìn)行研磨，其研磨效率相對于機(jī)械往復(fù)和超聲振動 單獨(dú)作用于磨頭研磨加工工件表面，提高了 10~50倍，并提高了整個(gè)工件 研磨拋光面型的研磨拋光質(zhì)量和效果。3、 本專利技術(shù)在機(jī)械往復(fù)研磨基礎(chǔ)上有效復(fù)合超聲波研磨技術(shù)，通過磨頭 的往復(fù)直線運(yùn)動和超聲振動，提高研磨效率和研磨精度。附圖說明附圖1為超聲波研磨拋光振動原理示意附圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例采用的手動研磨拋光機(jī)結(jié)構(gòu)示意附圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例一的工作原理示意附圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例二的工作原理示意附圖5為本專利技術(shù)實(shí)施例三的工作原理示意圖。以上附圖中1、超聲波發(fā)生器；2、陶瓷片；3、變幅桿；4、磨頭；5、 磨料；6、工件表面；7、箭頭；8、箭頭；9、手持式研磨拋光機(jī)；10、震動棒。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步描述 實(shí)施例一如圖3所示， 一種機(jī)械往復(fù)與超聲振動復(fù)合研磨方法，包括至少兩個(gè)研 磨工序，各研磨工序之間使用不同硬度的磨頭4和不同顆粒直徑的磨料5, 磨頭4硬度按研磨工序次序從硬到軟變化本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種機(jī)械往復(fù)與超聲振動復(fù)合的研磨方法，其特征在于：在研磨工序中采用機(jī)械往復(fù)振動與超聲振動疊加的方式驅(qū)動同一磨頭對加工工件表面進(jìn)行研磨，其中，機(jī)械往復(fù)振動與超聲振動按以下運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行疊加： （１）運(yùn)動方向疊加 機(jī)械往復(fù)運(yùn)動方向與超聲振動方向呈同軸疊加，或者在平行于加工工件表面的平面內(nèi)機(jī)械往復(fù)運(yùn)動方向與超聲振動方向呈夾角疊加； （２）頻率疊加 機(jī)械往復(fù)運(yùn)動的頻率為３０赫茲～３００赫茲，超聲振動的頻率為２０千赫茲～５０千赫茲； （３）振幅疊加 機(jī)械往復(fù)運(yùn)動的振幅為０．１～１０毫米，超聲振動的振幅為機(jī)械往復(fù)運(yùn)動振幅的０．０２～０．０５倍。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姚興，姚文翰，
申請(專利權(quán))人：蘇州協(xié)成模具科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：32[中國|江蘇]
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