[发明专利]一种涂写式金属工件表面强化研磨加工方法及设备

说明书

本发明公开一种涂写式金属工件表面强化研磨加工方法及设备，该加工方法包括以下步骤：(1)将待加工的工件装夹在电磁无心夹具上，使高速喷头和涂写头对准于工件的加工表面；(2)启动旋转驱动机构，使电磁无心夹具带动待加工的工件进行转动；(3)启动混合涂写装置，将研磨粉和研磨液混合，并通过涂写头将混合研磨料涂写在工件表面上，研磨液将研磨粉粘附在工件的表面上；(4)启动高压喷射装置，将钢珠高速地喷往工件表面，高速的钢珠直接撞击研磨粉，通过研磨粉对工件表面进行强烈的冲击，使工件表面形成强化研磨层。本发明不仅能保证强化研磨加工效果更加均匀，而且还可以防止研磨料在工作环境中扩散而造成污染，同时避免工件表面氧化。

技术领域

本发明涉及金属工件表面强化加工方法和设备，具体涉及一种涂写式金属工件表面强化研磨加工方法及设备。

背景技术

随着现代工业技术的发展，人们对机械装备的安全可靠性能和寿命要求越来越高，例如飞机、装甲车、船舶、机车、汽车、内燃机、汽轮机、冶金机械、石油机械、采煤机械、矿山机械等；其中，凡是承受循环载荷的承力件，随时可能因疲劳而出现零件断裂等现象，其后果不仅会造成财产损失，还会导致人员伤亡，因此提高机械零部件的疲劳强度和寿命具有重大意义。

其中，现有技术中提出一些利用高速喷射研磨材料对工件进行撞击的加工方法，例如，申请公开号为CN101733707A的发明申请提出了一种强化研磨的新型加工方法，该加工方法利用强化研磨料以一定的角度高速冲击待加工靶面，切削加工的同时，在冲击区域形成具有一定深度的强化层，降低工件表面粗糙度的同时能够有效抑制表层微裂纹的产生，延长零部件的疲劳寿命，总体提升了工件的表面质量。

但是，随着质量和要求的不断提升，上述强化加工技术存在以下的不足：

1、钢珠、研磨粉和研磨液的混合分布不均，导致加工过程中研磨料喷射不能够连续进行，影响加工精度。

2、研磨粉随机分布在钢珠上，喷射时不能保证每一个冲击点前面都均匀的粘附有研磨粉，很大程度上影响了切削性能，同时也降低了加工区域的冲击强度，导致残余压应力下降，抗疲劳性能降低。

3、研磨粉直接喷射释放到大气中，加工区域悬浮颗粒密度增大，污染环境同时且严重影响操作工人的身体健康，同时也会导致这部分研磨粉无法回收，导致研磨粉利用率降低。

4、在加工过程中，工件的加工表面直接暴露在空气中，容易导致加工表面发生氧化现象，质量有待提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种涂写式金属工件表面强化研磨加工方法，该强化研磨加工方法不仅能够保证强化研磨加工效果更加均匀，而且还可以有效防止研磨材料在工作环境中扩散而造成的污染，同时避免工件的加工表面被氧化。

本发明的另一个目的在于，提供一种涂写式金属工件表面强化研磨加工设备。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种涂写式金属工件表面强化研磨加工方法，包括以下步骤：

(1)将待加工的工件装夹在电磁无心夹具上，高压喷射装置的高速喷头和混合涂写装置的涂写头对准于工件的加工表面；

(2)启动旋转驱动机构，驱动电磁无心夹具进行旋转，继而带动待加工的工件转动；

(3)启动混合涂写装置，将研磨粉和研磨液进行混合，并通过涂写头将混合研磨料涂写在不断旋转的工件的加工表面上，研磨液通过自身的粘附力将研磨粉均匀地粘附在工件的加工表面上；

(4)启动高压喷射装置，将钢珠高速地喷往工件的粘附有混合研磨料的加工表面，工件随着旋转驱动机构循环转动，高速的钢珠接近工件的加工表面后直接撞击附着在工件表面的研磨粉，通过体积较小的研磨粉对工件的加工表面进行强烈的冲击，使得工件的表面形成强化研磨层。