[发明专利]金属表面加工方法和装置

说明书

本申请涉及一种金属表面加工方法，包括：将待加工金属固定到车床上，控制位于车床的同一侧的激光器和复合能执行器沿车床的床面移动，并同时控制待加工金属转动；采用激光器对待加工金属的表面进行加工，以使待加工金属的表面呈微熔状态；采用复合能执行器对呈微熔状态的待加工金属的表面进行冲击滚压，以将呈微熔状态的待加工金属的表面冲击滚压平整；其中，复合能执行器用于输出温度高于室温的高温激活能形式的复合能。其通过采用将激光器和复合能执行器相结合的方式，利用激光技术和高能束的高频冲击滚压同步输出高温激活能形式的复合能的组合，对金属表面进行镜面加工，实现了金属表面的超镜面加工。

技术领域

本公开涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种金属表面加工方法和装置。

背景技术

随着机械加工技术的进步，行业内更渴望得到加工精度更高的零部件，同时也对工件表面的处理工艺提出了更高的要求，以延长工件的使用寿命。其中，工件表面粗糙度和处理工艺对提高工件的抗疲劳强度和寿命有很大的关系。在相关技术中，通常采用磨床、抛光、放电、电镀、滚压和高能束的高频冲击滚压同步输出温度高于室温的高温激活能形式的复合能镜面加工技术等对工件表面进行处理加工。但是，采用相关技术中的加工工艺对工件表面进行加工处理时，所得到的工件表面的表面粗糙度还有待提高。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种金属表面加工方法，可以有效提高工件表面的表面粗糙度，提高加工效果和加工效率。

根据本公开的一方面，提供了一种金属表面加工方法，包括：

将待加工金属固定到车床上，控制位于所述车床的同一侧的激光器和复合能执行器沿所述车床的床面移动，并同时控制所述待加工金属转动；

采用所述激光器对所述待加工金属的表面进行加工，以使所述待加工金属的表面呈微熔状态；

采用所述复合能执行器对呈微熔状态的所述待加工金属的表面进行冲击滚压，以将呈所述微熔状态的所述待加工金属的表面冲击滚压平整；

其中，所述复合能执行器用于输出温度高于室温的高温激活能形式的复合能。

在一种可能的实现方式中，采用激光器对所述待加工金属的表面进行加工时，所述激光器的激光功率的取值范围为1000w～3000w；

所述激光器的焦距的取值范围为：150mm～200mm。

在一种可能的实现方式中，所述激光器的激光功率的取值为2200w。

在一种可能的实现方式中，所述待加工金属转动时的圆周面与所述车床的床面相垂直；

所述激光器与所述复合能执行器呈上下位置垂直设置；

其中，所述激光器的激光头与所述复合能执行器的冲击滚压头之间的垂直距离的取值范围为：10mm～20mm。

在一种可能的实现方式中，所述激光器的光斑与所述复合能执行器的高频冲击滚压激活点之间的距离的取值范围为：10mm～20mm。

在一种可能的实现方式中，所述激光器和所述复合能执行器沿所述车床的床面移动时的移动速率的取值范围为：0.01mm/s～0.05mm/s；

所述待加工金属转动时的线速度的取值范围为：50mm/s～100mm/s。

在一种可能的实现方式中，所述移动速率的取值为0.05mm/s；

所述线速度的取值为100mm/s。

在一种可能的实现方式中，所述复合能执行器的振动频率的取值为每秒3万次。

根据本申请的另一方面，还提供了一种金属表面加工装置，包括车床、移动机构、激光器、复合能执行器和工件固定机构；