超聲波金屬焊接機(jī)殆磨的應(yīng)用范圍
著者的研究實(shí)踐表明，超聲所磨具有暗蘑力小、布磨溫度低、油石不易堵塞、加工效率 高、加工質(zhì)皆好等-系列優(yōu)點(diǎn)，從而為提高暗磨效率和解決韌性材料、硬脆材料的光整加 工問題開辟了一條新途徑,具有廣闊的應(yīng)用前景.
1）研究超聲波金屬焊接機(jī)玷磨工藝，高效率地加工出高精度、高表面質(zhì)食，高耐蘑性的近套，尤其是薄壁缸套，以振興我國正在大力發(fā)展的汽車、推拉機(jī)、摩托車工業(yè)•眾所同知，發(fā)動機(jī)缸 套是處在高溫高壓的惡劣條件下工作的。觥套與缸蓋、活塞等主要配件所構(gòu)成的運(yùn)動副， 在運(yùn)行中承受的交變機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷較高，同時在每一循環(huán)中又受進(jìn)氣過程中冷空氣 的影響，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。因此，缸套是發(fā)動機(jī)中主要易損零件之一。當(dāng)活塞在篋匸套中高 速滑動時.將產(chǎn)生強(qiáng)烈的庠擦，而它們的潤滑條件又往往取決于機(jī)油的飛澱作用，與壓力 潤精油相比就顯得不充分。并且由于載荷大、溫度高等原因，不易建立潤滑油膜而出現(xiàn)臨 界潤滑狀態(tài)，形成以磨料磨損、摩擦磨損和腐蝕磨損為主的缸套磨損•因此，如何改善和提 高缸套、活塞、活塞環(huán)摩擦副在運(yùn)動中的潤滑條件，縮短初期磨合時間，提高使用壽命等， 已成為較突出的問題。
超聲波金屬焊接機(jī)毋膚可以在亂套內(nèi)壁表面上形成數(shù)以萬計(jì)的微小凹坑。這些凹坑可以使發(fā)動機(jī) 運(yùn)鑰中經(jīng)飛澱而進(jìn)入缸套內(nèi)的潤滑油作微養(yǎng)儲存，經(jīng)過滲透和吸附作用，使每個凹抗單元 的南圍部分接觸面存在潤滑油膜，起到増加潤滑和降低博擦系數(shù)的作用，即所謂邊界潤滑 庫療作用。它能夠潤滑活塞和缸套內(nèi)壁表面之間的滑動區(qū)，從而可以防止粘著和咬合的岀 現(xiàn)。在初期磨合過程中，還可以存納金屬微粒，由此可以有效地縮短初期磨合時間和延長 缸套使用壽命•因此，采用超聲殆磨技術(shù)可以高效率地加工出高精度、高表面質(zhì)量、高耐磨 性的紅套。
2）研制開發(fā)銅片與鋁片搭接超聲波焊接機(jī)毋磨機(jī)床，為我國機(jī)械工業(yè)提供一種新型高效、高精度、高裏面質(zhì) 景、高耐磨性精密孔殆磨機(jī)昧，廣泛用來代替現(xiàn)有工藝水平的精密孔加工技術(shù)。
3）石油、煤炭及民用機(jī)械制造中,每年要花費(fèi)大量外匯，進(jìn)口抽油泵、液壓支柱和液 壓成套設(shè)備，其關(guān)鍵之-，在于我國不能生產(chǎn)精密長管坯，而采用國產(chǎn)粗制無繾銅管進(jìn)行 多次加工，深孔光整加工是其中關(guān)鍵技術(shù)之一。多年來，我國仍沿用5。年代尖刀低速鎮(zhèn)孔 ?浮動刀鎮(zhèn)孔一滾壓或玲磨工藝，廢品率高達(dá)10%以上，加工效率低，生產(chǎn)成本高，缸體 內(nèi)壁表面質(zhì)量差，缸體使用壽命遠(yuǎn)低于國外產(chǎn)品，甚至常造成油井事故，抽油損失達(dá) 25%,目前，大多數(shù)廠家生產(chǎn)的抽油泵缸體為300?1 OOOmni,多節(jié)拼合，外加套管。我國 已決定基本不進(jìn)口國外此類設(shè)備，使國內(nèi)技術(shù)更新問題更加突岀。
4）在航空航天工業(yè)、原子能工業(yè)、食鹽提取工業(yè)中，正在開發(fā)使用鈦合金管，目前存 在的主要問題是油石嚴(yán)取堵塞,表面質(zhì)蚩很差，工廠十分棘手。在軍事工業(yè)和民用工業(yè)中， -•些油紅采用超硬鋁合金管，現(xiàn)有玷磨工藝存在的主要間題是油石極易堵塞■布磨效率很 低，表面質(zhì)童差，幾乎無法達(dá)到表面粗糙度值低于R0. 2卩超聲躬磨銅、鋁、鈦合金等韌 性材料時，油石不易堵塞，加工質(zhì)散高，可以開辭一條髙效率光整加工韌性金屬材料的新 途徑。
5）隨若科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，各種高強(qiáng)度合金鋼、超高強(qiáng)度合金鋼相繼在工 業(yè)部門得到廣泛的使用。采用超聲波焊接機(jī)折磨技術(shù)可以有效地解決高強(qiáng)度合金鋼、超高強(qiáng)度合金 鋼的光整加工問題。
6）工程陶瓷具有多種優(yōu)良的性能，是一種大有希望的新材料。隨著陶瓷發(fā)動機(jī)的誕 生，工程陶瓷的町加工性問題就更加迫切地提岀來了。
發(fā)動機(jī)一般采用合金鋼制造，缸套工作溫度只冇1 00。C左右,而且還要用循環(huán)水冷 卻。缸套中的活塞，由于耐髙溫摩擦性能較差，壓縮效率下降較快，因而成了新型汽車工業(yè) 的攔路虎。1980年，日本五十鈴汽車公司采用氮化硅陶瓷等代替髙溫區(qū)域和摩據(jù)劇烈的 金屬件，制成2 000 C級陶瓷發(fā)動機(jī)，這種新型發(fā)動機(jī)的匸作溫度可達(dá)1 300?1 500C,不 要循環(huán)水冷卻.再加上這種新型陶瓷的密度只有鋼的•半（鋼為7. 9,氮化硅為3.2）,所 以，汽車的質(zhì)童也隨之減輕.另外，陶瓷發(fā)動機(jī)不僅可節(jié)省30%的熱能，而且工作效率可 以提高15%?20%。
1990年,據(jù)美國《先進(jìn)材料與工藝》報道，日本對結(jié)構(gòu)陶瓷發(fā)動機(jī)研究取得了長足進(jìn) 展，即將進(jìn)入整機(jī)試驗(yàn)階段。日本豐田研究中心與開發(fā)實(shí)險室是日本國家燃?xì)馕佪営?jì)劃參 與者。該計(jì)劃始于1988年。這項(xiàng)為期9年的計(jì)劃總投資為b 14億美元，將在1995年前完 成陶瓷加工藝與切削加工方法研究工作，并在1996年以前完成小超陶瓷燃?xì)廨啓C(jī)（包括 燃燒室、渦輪、熱交換器）的研究工作。
陶瓷發(fā)動機(jī)試驗(yàn)分四個階段U989年10月以前完成基本發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)，1989?1991 年,發(fā)動機(jī)在900 C高溫條件下進(jìn)行試驗(yàn)門991?1993年，在1 200 C高溫條件下進(jìn)行試 檢門993?1996年在1 35OC高溫條件下進(jìn)行試驗(yàn)門993?1996年対總系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)與 評估。
豐田、日產(chǎn)與三菱汽車公司正在開發(fā)小轎車的100kW的陶瓷燃?xì)廨啓C(jī)Jl|崎工業(yè)公 司等在研制300kW的陶瓷聯(lián)合發(fā)電機(jī)。
冃前，我國也已研制成功陶瓷發(fā)動機(jī)，并已進(jìn)行裝車試驗(yàn)。
超聲波金屬點(diǎn)焊機(jī)玲磨陶瓷材料時，不僅加工效率高，而且表面裂紋等缺陷少，生產(chǎn)成本也可大大 降低。
7）可以實(shí)現(xiàn)虹面加工。
8）采用超硬磨料制作的油石逬行超聲町磨時，油石不易堵塞,油石壽命極高，可以 降低生產(chǎn)成本。這為超硬磨料的廣泛應(yīng)用開牖了-條新途徑。
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