[发明专利]金属铸件的超声光整批量加工方法及设备

权利要求书

1.一种金属铸件的超声光整批量加工方法，其特征在于：包括以下步骤，

投料步骤，将多个金属铸件投入到容置体(2)的光整加工室(24)中；

磨料投放步骤，向光整加工室(24)投放具有导磁性的磨料；

超声光整步骤，通过超声产生装置至少产生一种光整超声波，并通过超声工具头(1)至少将光整超声波传导至容置体(2)或直接传导至光整加工室(24)中的金属铸件以及磨料；

通过旋转驱动装置驱动超声工具头(1)旋转，同时对光整加工室(24)施加一旋转磁场；

磨料受到光整超声波和旋转磁场的双重作用，光整加工室(24)内的磨料相对自身产生360度的不定向振动，同时使振动中的磨料相对容置体(2)在光整加工室(24)内沿圆周方向旋转；

磨料接触到光整加工室(24)的各个金属铸件的各个表面，对金属铸件的所有表面进行超声光整加工，超声光整加工过程中通过磨料对金属铸件的所有表面提供微量磨削、滚压和研磨压力，以实现改善金属铸件表面的微观几何特征和改善表面层物理力学性能，且实现快速批量超声光整加工；

完成加工，从光整加工室(24)中取出金属铸件，得到无毛刺且表面光滑的金属铸件。

2.根据权利要求1所述的一种金属铸件的超声光整批量加工方法，其特征在于：所述投料步骤中，将多个金属铸件自由放置在光整加工室(24)中，不需要固定金属铸件；

所述磨料投放步骤中，通过送料管向所述光整加工室(24)投放所述磨料，至少使磨料覆盖各金属铸件，磨料的形状包括长条形状、圆球体形状、多面体形状或薄片形状中的至少一种，磨料的最大粒径为0.01-50mm；

所述超声光整步骤，通过超声变幅杆将所述超声产生装置产生的光整超声波传导至所述超声工具头(1)，将超声工具头(1)安装在所述容置体(2)的下方或上方；

控制超声工具头(1)相对磨料高速旋转，超声工具头(1)的旋转速度控制在1000-50000转/分钟；

由至少两个固定在所述超声工具头(1)外缘或固定在所述容置体(2)的底部的磁体(31)组成一磁场发生装置(3)，磁场发生装置(3)中的各磁体(31)沿圆周方向等间隔分布在超声工具头(1)的外圆环区域，相邻的磁体(31)的磁极方向相反，且各磁体(31)的磁极方向分别垂直于光整加工室(24)的底面，磁体(31)选用永磁铁或电磁铁；

超声工具头(1)和磁场发生装置(3)形成一复合光整装置(4)，通过超声工具头(1)或容置体(2)带动磁场发生装置(3)相对磨料旋转，磁场发生装置(3)的旋转速度控制在1000-50000转/分钟，在光整加工室(24)内形成共存的旋转超声场和旋转磁场；

通过超声工具头(1)将光整超声波传导至容置体(2)，通过容置体(2)将光整超声波传导至光整加工室(24)中的金属铸件和磨料；

将光整超声波的频率控制在15-100KHZ、功率控制在100-500KW、振幅30-100微米；

超声光整加工过程中对金属铸件的作用至少包括降低表面粗糙度值、增加表面轮廓支承率、去除毛刺、改善表面形成变质层、改善表面应力状态；

当旋转和不定向振动中的磨料接触金属铸件表面的毛刺时磨料将毛刺从其根部振断。