滾壓刀滾壓刀原理

滾壓刀簡(jiǎn)介

滾壓刀能在常溫下利用金屬的塑性變形，使工件表面的微觀不平度輾平從而達(dá)到改變表層結(jié)構(gòu)、機(jī)械特性、形狀和尺寸的目的. 無(wú)論用何種金屬加工刀具加工，在零件表面總會(huì)留下微細(xì)的凸凹不平的刀痕，出現(xiàn)交錯(cuò)起伏的峰谷現(xiàn)象。滾壓刀是利用機(jī)械擠壓的原理，獲得光潔如鏡的金屬表面的一種機(jī)械無(wú)切削的塑性加工方法。

滾壓刀特點(diǎn)

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(diǎn)，利用滾壓刀具對(duì)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(dòng)，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(wú)切削的塑性加工方法 ，因此這種方法可同時(shí)達(dá)到光整加工及強(qiáng)化兩種目的，是磨削、車削無(wú)法做到的。

作為《鏡面滾壓刀具》國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的起草制定者，匯同全國(guó)刀具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)專家們?cè)敿?xì)做了相關(guān)文獻(xiàn)的審查！我們知道，近代工業(yè)技術(shù)都是國(guó)外發(fā)明的，特別是英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)，在機(jī)械加工技術(shù)上是鼻祖！滾壓加工技術(shù)在1921年就有文字的記錄。在新中國(guó)建立后，中國(guó)的工業(yè)基本是靠蘇聯(lián)的援助，當(dāng)然鏡面滾壓技術(shù)也是這一時(shí)期從蘇聯(lián)進(jìn)入到中國(guó)。

中國(guó)機(jī)械工業(yè)部（毛澤東時(shí)代叫機(jī)械工業(yè)局）出版的《機(jī)械工藝手冊(cè)》1952年版中，就詳細(xì)記載了滾壓的定義，滾壓的優(yōu)點(diǎn)，滾壓怎樣實(shí)施等等技術(shù)內(nèi)容，幷用圖講解了滾壓器的結(jié)構(gòu)，外圓滾壓器、小孔滾壓器、深孔滾壓器、單珠式滾壓器等。

1974年上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)編輯出版的《金屬切削手冊(cè)》對(duì)滾壓技術(shù)也做了文字記載和描述！

1989年由機(jī)械工業(yè)出版社出版，程通模編輯的《滾壓和擠壓光整加工》一書，更從滾壓技術(shù)的原理，滾壓特點(diǎn)、滾壓技術(shù)的實(shí)現(xiàn)、各種滾壓技術(shù)應(yīng)用等技術(shù)，用14萬(wàn)6千字詳細(xì)講解了滾壓技術(shù)，并用這時(shí)結(jié)構(gòu)詳圖為各種滾壓刀具做了分解說(shuō)明。書中還無(wú)滾壓刀這個(gè)稱謂，北方機(jī)械工廠延續(xù)了由日本機(jī)械行業(yè)對(duì)滾壓器的稱謂——滾壓頭。

滾壓刀具沒(méi)有刀刃，加工技術(shù)安全、方便，基本能應(yīng)用在所有的金屬加工行業(yè)，能精確控制精度，幾大優(yōu)點(diǎn)：

1、提高表面粗糙度，粗糙度基本能達(dá)到Ra≤0.08um左右。

2、修正圓度，橢圓度可≤0.01mm。

3、提高表面硬度，使受力變形消除，硬度提高HV≥4°

4、加工后有殘余應(yīng)力層,提高疲勞強(qiáng)度提高30%。

5、提高配合質(zhì)量，減少磨損，延長(zhǎng)零件使用壽命，但零件的加工費(fèi)用反而降低。

高效——幾秒就可將表面加工至需要的表面精度，效率是

磨削的5-20倍、車削的10-50倍以上。

優(yōu)質(zhì)——一次進(jìn)給實(shí)現(xiàn)Ra0.05-0.1um的鏡面精度；并使表

面得到擠壓硬化，耐磨性、疲勞強(qiáng)度提高；消除

了表面受力塑性變形，尺寸精度能相對(duì)長(zhǎng)期保持

穩(wěn)定。

經(jīng)濟(jì)——無(wú)需大型設(shè)備的資金、占地、耗電、廢渣處理等

投入；無(wú)需專業(yè)的技工投入。

方便——可裝夾在任何旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給設(shè)備上，無(wú)需專業(yè)培訓(xùn)

就可加工出鏡面精度。

環(huán)?！獩](méi)有切屑（保護(hù)環(huán)境）、低能耗。

安全——無(wú)切削滾壓刀具沒(méi)有刀刃。

滾壓頭分為普通車床專用的滾壓頭和深孔鉆鏜床專用深孔滾壓頭，以上是普通車床專用的滾壓頭，這是深孔鉆鏜床專用的滾壓頭

滾壓刀柄部形式：有直柄、莫氏錐柄（如圖《滾壓刀刀柄圖片》）、螺紋柄、BT柄、十字柄等，

柄部的不同只是為了適應(yīng)加工的機(jī)床使用，如：鉆床、銑床、車床、鏜床、加工中心、攻鉆專機(jī)等。而滾壓刀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒(méi)有其它變化，為適應(yīng)加工工件的不同，有不同的尺寸要求，滾壓刀基本是根據(jù)工件的需要定制，要擴(kuò)大滾壓刀具的加工范圍，就必須考慮工件的尺寸范圍，并確定滾壓刀的加工與調(diào)節(jié)范圍，以擴(kuò)大使用范圍，從而降低刀具的采購(gòu)成本。

直接影響著被加工件的金屬塑性變形和彈性變形，最終影響加工表面質(zhì)量。滾壓刀滾壓余量太小，不能使待加工表面的波峰壓下去，達(dá)不到理想的粗糙度。滾壓刀滾壓余量太大，零件表面局部應(yīng)力加大，容易形成破裂、起磷，反而降低了表面質(zhì)量。滾壓刀滾壓余量的選擇一般與被加工工件材料的機(jī)械性能、硬度、轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、零件的直徑及待加工表面粗糙度有關(guān)。在實(shí)際生產(chǎn)中，余量的選擇通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。在保證達(dá)到所要求的尺寸精度和表面粗糙度的前提下，盡量選擇較小滾壓量。小小一個(gè)滾壓懇的余量問(wèn)題,就影響加工工件的滾壓效果!

如下：

1、滾壓會(huì)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(duì)機(jī)床傳動(dòng)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(wú)法滿足細(xì)長(zhǎng)桿、薄壁管件等剛性差的零件的加工。

解決方案：

金屬表面加工：利用金屬在常溫下冷塑性的特點(diǎn)，運(yùn)用對(duì)金屬表面進(jìn)行無(wú)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(shuō)類似熨衣服一樣，將零件表面熨平；同時(shí)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，新工藝如下：

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(duì)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(duì)機(jī)床無(wú)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(guò)渡，無(wú)剝離現(xiàn)象，對(duì)零件性能極為有利。

4、可加工細(xì)長(zhǎng)桿、薄壁件等剛性差的零件

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

表面工程柄部圖

螺紋柄、BT柄、十字柄等，柄部的不同只是為了適應(yīng)加工的機(jī)床使用，如：鉆床、銑床、車床、鏜床、加工中心、攻鉆專機(jī)（如圖）等。

表面工程滾壓刀應(yīng)用

而滾壓刀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒(méi)有其它變化，為適應(yīng)加工工件的不同，有不同的尺寸要求，滾壓刀基本是根據(jù)工件的需要定制，要擴(kuò)大滾壓刀具的加工范圍，就必須考慮工件的尺寸范圍，并確定滾壓刀的加工與調(diào)節(jié)范圍，以擴(kuò)大使用范圍，從而降低刀具的采購(gòu)成本。2100433B

有直柄、莫氏錐柄、螺紋柄、BT柄、十字柄等，柄部的不同只是為了適應(yīng)加工的機(jī)床，如：鉆床、銑床、車床、鏜床、加工中心、攻鉆專機(jī)等。 而滾壓刀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒(méi)有其它變 鏡博士滾壓刀應(yīng)用化，為適應(yīng)加工工件的不同，有不同的尺寸要求，滾壓刀基本是根據(jù)工件的需要定制，要擴(kuò)大滾壓刀具的加工范圍，就必須考慮工件的尺寸范圍。