滾壓加工

金屬工件在表面滾壓加工后，表層得到強(qiáng)化極限強(qiáng)度和屈服點增大，工件的使用性能、抗疲勞強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性都有明顯的提高。經(jīng)過滾壓后，硬度可提高15～30%，而耐磨性提高15%。

壓加工可以使表面粗糙度從Ra6.3提高到Ra2.4～Ra0.2。并且有較高的生產(chǎn)效率，有些工件可在數(shù)分或數(shù)秒鐘內(nèi)完成滾。

滾壓加工使用范圍廣，在各大、中及小型工廠均能使用。不論是從加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率，生產(chǎn)成本等方面來看，滾壓加工都是一項比較優(yōu)越的加工方法。在某些方面，它完全可代替精磨、研磨、珩磨等光整加工。

按外力傳遞到滾壓工具的加工方法可分為機(jī)械式、滾壓式和彈簧式三類。

按加工性質(zhì)，可分為光精加工、強(qiáng)化加工兩類。

滾壓加工是將高硬度且光滑的滾柱與金屬表面滾壓接觸，使其表面層發(fā)生局部微量的塑性變形后得到改善表面粗糙度的塑性加工法的一種。大家經(jīng)?？吹戒佋O(shè)道路時，軋路機(jī)將凹凸不平的馬路壓得很平整。滾壓加工原理也是如此，用滾柱滾壓金屬表面，將表面凸起部分碾平,而使凹陷部分隆起，加工成平滑如鏡的表面。與切削加工不同，是一種塑性加工。 　被滾壓加工的工件不僅表面粗糙度瞬間就可以達(dá)到Ry0.1-0.8μm，而且加工面硬化后其耐磨性得到提高的同時疲勞強(qiáng)度也增加了30%等具有切削加工中無法得到的優(yōu)點?！∮捎诳珊唵蔚夭⑶业统杀镜剡M(jìn)行零部件的超精密加工，日益被以汽車產(chǎn)業(yè)為首的精密機(jī)械，化學(xué)，家電等產(chǎn)業(yè)廣泛采用，發(fā)揮了很大的優(yōu)勢。

滾壓加工能解決某些工藝方法不易實現(xiàn)的關(guān)鍵問題。例如對特大形缸體的加工。同時它也適用于特小孔的精整加工或某些特殊材料的精整加工。

通過不同材質(zhì)的試驗，我們發(fā)現(xiàn)：

（1）滾壓壓力選擇是否正確，對滾壓后表面粗糙度、尺寸、精度都有影響。一般情況下，滾壓力增加，表面粗糙度提高。但是滾壓力增加到一定程度，表面粗糙度不再提高。如繼續(xù)增加，滾壓表面開始惡化，甚至出現(xiàn)裂紋。

（2）提高工件表面粗糙度，采用滾壓加工效果最好。在預(yù)加工粗糙度達(dá)Ra1.6時，只要過盈量合適，粗糙度可達(dá)Ra0.2以上。但當(dāng)預(yù)加工粗糙度只有Ra6.4～Ra3.2，加工表面有振動亂刀紋時，那么較深的刀紋不能被滾壓光，這只有增加過盈量再次滾壓。如果孔的橢圓度和錐度過大，滾壓后上述缺陷仍然存在，同時粗糙度大。因此，預(yù)加工表面最好小于Ra3.2，幾何精度在一、二級以上，能獲得小的粗糙度，較理想的精度。

（3）材料軟，塑性大，容易被滾壓光。隨著塑性降低，硬度的提高，永久變形量隨之減少。一般來說鋼和銅的滾壓效果較好，鑄鐵的效果較差?？慑戣F，球墨鑄鐵比灰口鑄鐵的滾壓效果要好。滾壓鑄鐵件時，當(dāng)鑄件的材料硬度不均勻時，被滾壓表面的缺陷（氣孔、砂眼等）會馬上顯露出來。因此，當(dāng)鑄件表面缺隱較多，質(zhì)量較差時不宜采用滾壓工藝。

（4）滾壓過盈量的大小對表面粗糙度和幾何精度的影響很大。通過試驗得知，最合理的滾壓過盈量為0.027～0.036mm，此時得到的表面粗糙度為最小。最大過盈量受多種因素的影響，因此最佳過盈量的確定要根據(jù)具體條件多次試驗來確定。

（5）滾壓速度對表面粗糙度影響很小，所以我們可以提高滾壓的速度來提高生產(chǎn)效率。

（6）滾壓的次數(shù)不宜太多。一次滾壓效果最為顯著，可降低粗糙度2～3級。二、三次次之。

（7）進(jìn)給量的大小應(yīng)按滾珠的直徑大小而定。進(jìn)給量越小，表面粗糙度越小。最佳的進(jìn)給量應(yīng)通過試驗來確定。

（8）滾壓工具通常有滾珠、圓柱形滾柱、圓錐形滾柱、滾輪等。但用滾珠作為變形構(gòu)件可降低整個滾壓工具成本。而且滾珠的精度高，硬度高，與工件接觸面小，用較小的滾壓力，較小的過盈量可獲得較高的壓強(qiáng)，較小的粗糙度。而且滾珠的使用壽命長，不易磨損，價格便宜，易更換。

通過一段時間的實踐，初步體會到：

（1）滾壓效果與上道工序密切相關(guān)。如車、鏜后，工件表現(xiàn)凹凸程度越大，滾壓力勢必增大，進(jìn)給量要減小，滾壓效果不佳。若采用尖頭車刀，小進(jìn)給量的方法進(jìn)行精加工并對工件采用汽油，煤油清洗，在滾壓過程中用煤油充分的冷卻，可獲得表面粗糙度Ra≤3μm加工表面。

（2）滾子直徑及圓弧半徑與加工表面的關(guān)系。

①滾子直徑越大，滾子接觸工件表現(xiàn)積越大，塑性變形不充分。

②當(dāng)滾子直徑及圓弧半徑過小時，會給加工表現(xiàn)留下壓痕。實踐表明：當(dāng)滾子直徑：D=11～14mm，R=3～5mm時，滾壓進(jìn)給量，S=0.035～0.1mm時滾壓效果最好。滾壓前后的尺寸公差按直徑計算可縮小10～15%。

總之，關(guān)于滾壓方面的研究我們不能全部照搬，試驗數(shù)據(jù)有待今后的更進(jìn)一步的探索。

如下：

1、滾壓會在工件表面產(chǎn)生硬化層，此層與內(nèi)部材料有明顯的分層現(xiàn)象，容易造成表層脫落。

2、滾壓工藝很難掌握，處理不當(dāng)，容易造成廢品 。

3、剛性力， 1000N-3000N，對機(jī)床傳動機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌、損傷很大，嚴(yán)重?fù)p傷機(jī)床精度和壽命。

4、刀具使用壽命短，易損壞，綜合使用成本高。

5、無法滿足細(xì)長桿、薄壁管件等剛性差的零件的加工

解決方案：

超聲波金屬表面精整加工：利用金屬在常溫下冷塑性的特點，運用超聲波金屬表面精整加工設(shè)備對金屬表面進(jìn)行無研磨機(jī)的研磨，使金屬零件表面達(dá)到更理想的表面粗糙度要求，也可以形象的說類似熨衣服一樣，將零件表面熨平；同時在零件表面產(chǎn)生理想的壓應(yīng)力，提高零件表面的顯微硬度，耐磨性及疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命。

與傳統(tǒng)滾壓工藝相比，超聲波金屬表面精整加工技術(shù)如下：

1、在半精車的基礎(chǔ)上一次加工即可達(dá)到鏡面效果， Ra0.2以下。

2、對工件作用力小，和正常車削一樣，為彈性力，不到滾壓力的10%，對機(jī)床無不良影響。

3、產(chǎn)生表面強(qiáng)化層，強(qiáng)化層和材料內(nèi)部是連續(xù)過渡，無剝離現(xiàn)象，對零件性能極為有利。

4、可加工細(xì)長桿、薄壁件等剛性差的零件

5、因是彈性接觸，操作簡單，能開機(jī)床的操作工就可操作加工，能保證性能達(dá)到要求。

1.加工前外表

由于滾壓加工是應(yīng)用滾柱碾壓的加工辦法，所以加工后的外表粗糙度受凸起局部的高度及外形(即加工前狀態(tài))的影響。

假如加工前外表狀態(tài)粗糙(凸起局部高，凹陷局部深)，則不能將凸起局部完整添埋凹陷局部，形成加工外表粗糙。

另外，凸起局部的外形也影響加工后的外表。由車床或鏜床單點切削得到的規(guī)則的凹凸外形，且為容易碾壓的高度時，可得到最理想的外表。普通加工前的外表情況越好，加工后的外表情況越好，同時滾壓頭的磨耗也少。假如需求，可增加一道工序。

2.加工前尺寸

由于滾壓加工是應(yīng)用滾柱碾壓的加工辦法，所以加工前后工件的直徑將發(fā)作變化(內(nèi)徑將擴(kuò)展，外徑將減小)。為了能加工到尺寸公差范圍內(nèi)，應(yīng)思索這個變化量決議前工序的尺寸。直徑的變化量與工件的材質(zhì)、硬度、滾壓量有關(guān)，所以最初停止2～3次試加工后決議其尺寸。

3.驅(qū)動機(jī)械

滾壓頭規(guī)范型號有莫爾斯錐形裝卡部及平行裝卡部。滾壓加工與切削加工不同，不需大扭矩，小功率機(jī)床也能夠運用，可裝置在鉆床、車床、六角車床、鏜床，鉆孔器等設(shè)備上停止加工，勿需特殊設(shè)備。

4.光滑和清洗

由于滾壓加工是應(yīng)用滾柱碾壓停止加工，將產(chǎn)生細(xì)微粉塵。粉塵不只影響外表質(zhì)量，而且加速滾壓頭的損耗，所以有必要大量注入切削液以肅清粉塵。滾壓加工時應(yīng)運用粘度低的切削液。粘度高的切削液固然光滑性好，可是清洗性能差，不適于滾壓加工。

5.加工局部的壁厚

滾壓加工是用滾柱滾壓加工局部的外表，使其致密化。所以，為了可以接受加工壓力，待加工局部應(yīng)有充沛的壁厚(內(nèi)徑的20%)。壁厚太薄或局部薄時，加工后將發(fā)作起伏或真圓度降落。

通常按以下辦法處理這個問題：①減少滾壓量;②應(yīng)用夾具支撐外周;③在削薄壁厚以前施行滾壓加工。

6.加工局部的硬度

滾壓頭可加工的工件硬度上限值為40HRC，但是也特制加工高硬度工件(硬度上限值為55HRC)用的滾壓頭。滾壓加工高硬度工件時，加工局部由于接受壓力大，工具壽命縮短。所以為得到所需精度的加工面，主要措施是減少滾壓量。

7.轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量

向右旋轉(zhuǎn)滾壓頭停止?jié)L壓加工;也可固定滾壓頭，工件旋轉(zhuǎn)也可得到同樣結(jié)果。轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度依據(jù)加工直徑不同而不同。

8.無法滾壓加工的局部

用滾壓頭對盲孔及臺階軸停止?jié)L壓加工時，存在以下無法加工的局部：①滾柱前端圓弧局部;②滾柱前端到支架前端的間隔;③支架前端到加工局部端面的縫隙;為了使無法停止?jié)L壓加工的局部最小，在定好工具直徑后，將磨掉滾柱前端的心軸或使頭的突出量與滾柱前端堅持同一位置.

加工前表面

由于滾壓加工是利用滾柱碾壓的加工方法，所以加工后的表面粗糙度受凸起部分的高度及形狀（即加工前狀態(tài)）的影響。

如果加工前表面狀態(tài)粗糙（凸起部分高，凹陷部分深），則不能將凸起部分完全添埋凹陷部分，造成加工表面粗糙。

另外，凸起部分的形狀也影響加工后的表面。由車床或鏜床單點切削得到的規(guī)則的凹凸形狀，且為容易碾壓的高度時，可得到最理想的表面。一般加工前的表面狀況越好，加工后的表面狀況越好，同時滾壓頭的磨耗也少。如果需要，可增加一道工序。

加工前尺寸

由于滾壓加工是利用滾柱碾壓的加工方法，所以加工前后工件的直徑將發(fā)生變化（內(nèi)徑將擴(kuò)大，外徑將減?。?。為了能加工到尺寸公差范圍內(nèi)，應(yīng)考慮這個變化量決定前工序的尺寸。直徑的變化量與工件的材質(zhì)、硬度、滾壓量有關(guān)，所以最初進(jìn)行2～3次試加工后決定其尺寸。

驅(qū)動機(jī)械

滾壓頭標(biāo)準(zhǔn)型號有莫爾斯錐形裝卡部及平行裝卡部。滾壓加工與切削加工不同，不需大扭矩，小功率機(jī)床也可以使用，可安裝在鉆床、車床、六角車床、鏜、鉆孔器等設(shè)備上進(jìn)行加工，勿需特殊設(shè)備。

潤滑和清洗

由于滾壓加工是利用滾柱碾壓進(jìn)行加工，將產(chǎn)生細(xì)微粉塵。粉塵不僅影響表面質(zhì)量，而且加速滾壓頭的損耗，所以有必要大量注入切削液以清除粉塵。滾壓加工時應(yīng)使用粘度低的切削液。粘度高的切削液雖然潤滑性好，可是清洗性能差，不適于滾壓加工。本公司備有滾壓加工專用的滾壓潤滑油，只要在低粘度切削液中摻入5%的滾壓潤滑油，即可發(fā)揮其杰出性能。

加工部分的壁厚

滾壓加工是用滾柱滾壓加工部分的表面，使其致密化。所以，為了能夠承受加工壓力，待加工部分應(yīng)有充分的壁厚（內(nèi)徑的20%）。壁厚太薄或部分薄時，加工后將發(fā)生起伏或真圓度下降。

通常按以下方法解決這個問題：①減少滾壓量；②利用夾具支撐外周；③在削薄壁厚以前實施滾壓加工。

轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量

向右旋轉(zhuǎn)滾壓頭進(jìn)行滾壓加工；也可固定滾壓頭，工件旋轉(zhuǎn)也可得到同樣結(jié)果。轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度根據(jù)加工直徑不同而不同。

無法進(jìn)行滾壓加工的部分

用滾壓頭對盲孔及臺階軸進(jìn)行滾壓加工時，存在以下無法加工的部分：①滾柱前端圓弧部分；②滾柱前端到支架前端的距離；③支架前端到加工部分端面的縫隙；為了使無法進(jìn)行滾壓加工的部分最小，在定好工具直徑后，將磨掉滾柱前端的心軸或使頭的突出量與滾柱前端保持同一位置。

1、滾壓會在工件表面產(chǎn)生硬化層，此層與內(nèi)部材料有明顯的分層現(xiàn)象，容易造成表層脫落；

2、滾壓工藝很難掌握，處理不當(dāng)，容易造成廢品

3、剛性力， 1000N-3000N，對機(jī)床傳動機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌、損傷很大，嚴(yán)重?fù)p傷機(jī)床精度和壽命。

4、刀具使用壽命短，易損壞，綜合使用成本高。

5、無法滿足細(xì)長桿、薄壁管件等剛性差的零件的加工

超聲波金屬表面加工屬于新興工藝，屬于復(fù)合能量加工，附加每秒3萬次高頻沖擊，使金屬流變。

與傳統(tǒng)滾壓工藝相比，超聲波金屬表面精整加工技術(shù)如下：

1、在半精車的基礎(chǔ)上一次加工即可達(dá)到鏡面效果， Ra0.2以下。

2、對工件作用力小，和正常車削一樣，為彈性力，不到滾壓力的10%，對機(jī)床無不良影響。

3、產(chǎn)生表面強(qiáng)化層，強(qiáng)化層和材料內(nèi)部是連續(xù)過渡，無剝離現(xiàn)象，對零件性能極為有利。

4、可加工細(xì)長桿、薄壁件等剛性差的零件

5、因是彈性接觸，操作簡單，能開機(jī)床的操作工就可操作加工，能保證性能達(dá)到要求。

內(nèi)徑滾壓頭完美滾壓加工!內(nèi)徑滾壓企業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)說明,內(nèi)徑滾壓頭有許多優(yōu)點是其他加工設(shè)備無法比擬的:

1、內(nèi)徑滾壓頭普通機(jī)床均可使用，無須其他專用設(shè)備。

2、內(nèi)徑滾壓頭適用于HRC40以下的內(nèi)孔加工。

3、實現(xiàn)Ra0.05~0.1μm的鏡面加工，只需一次進(jìn)給并能提高金屬表面硬度，提高耐磨性和零件的疲勞強(qiáng)度。

4、內(nèi)徑滾壓比傳統(tǒng)的磨削加工時間縮短1/5~1/20。

5、內(nèi)徑滾壓頭低能耗、沒有切削，無須處理工業(yè)垃圾2100433B

它是一種壓力光整加工，是利用金屬在常溫狀態(tài)的冷塑性特點，利用滾壓刀具對工件表面施加一定的壓力，使工件表層金屬產(chǎn)生塑性流動，填入到原始?xì)埩舻牡桶疾ü戎?，而達(dá)到工件表面粗糙值降低。由于被滾壓的表層金屬塑性變形，使表層組織冷硬化和晶粒變細(xì)，形成致密的纖維狀，并形成殘余應(yīng)力層，硬度和強(qiáng)度提高，從而改善了工件表面的耐磨性、耐蝕性和配合性。滾壓是一種無切削的塑性加工方法。