一種板材件的滾壓裝置及其加工方法專利榮譽(yù)

2021年6月24日，《一種板材件的滾壓裝置及其加工方法》獲得第二十二屆中國專利優(yōu)秀獎。 2100433B

• 實施例

一種板材件的滾壓裝置，包括機(jī)床13、裝夾模具及與其配合的滾壓頭，所述裝夾模具包括外模10、楔子9和卡套8，其中楔子9與外模10的內(nèi)錐面相配合，卡套8的外圓面與楔子9內(nèi)圓面相配合，卡套8內(nèi)設(shè)有板材件12，楔子9的底端向外模10外延伸并連有底板11。如圖7、8所示，楔子9分成四塊并組成一個圓環(huán)，卡套8設(shè)有一個缺口8-1。

如圖1、2、3所示，所述滾壓頭包括底座5，底座5上設(shè)有直角臺階，臺階端面設(shè)有橫滾珠4，臺階外圓面設(shè)有豎滾珠3，橫滾珠4和豎滾珠3交錯均布，并由帶有凹槽的壓板2限位，壓蓋1通過螺釘7固定于底座5端面并壓緊壓板2，底座5的內(nèi)螺紋孔與軸6配合鎖定，傳遞扭矩。其中橫滾珠4數(shù)量有3~12個，豎滾珠3數(shù)量有3~12個。

一種利用板材件滾壓裝置的加工方法，是在板材件件沖壓成型后，利用滾壓頭對端面12-1及內(nèi)孔12-2進(jìn)行整形加工，步驟為，放入-壓緊-滾壓-頂松-取出，具體的步驟如圖4、5、6所示：放入板材件后，機(jī)床13頂住工件，下壓楔子9，使楔子9受力后下移并擠壓鎖緊卡套8繼而夾緊要滾壓的板材件12；如圖9所示，滾壓頭先通過橫滾珠4滾壓板材件端面12-1，使端面12-1變形光整達(dá)到技術(shù)要求，同時板材件12變形受到豎滾珠3的滾壓使內(nèi)孔12-2光整，材料富余量積累到工藝凹槽里和末端，滾壓完成后，底板11頂起繼而頂起楔子9，4塊楔子9松動分開，鎖緊的卡套8擴(kuò)大，工件順利取出。

1.一種板材件的滾壓裝置，包括機(jī)床（13）、裝夾模具及與其配合的滾壓頭，其特征是：所述裝夾模具包括外模（10）、楔子（9）和卡套（8），其中楔子（9）與外模（10）的內(nèi)錐面相配合，卡套（8）的外圓面與楔子（9）內(nèi)圓面相配合，卡套（8）內(nèi)設(shè)有板材件（12），楔子（9）的底端向外模（10）外延伸并連有底板（11）；所述滾壓頭包括底座（5），底座（5）上設(shè)有直角臺階，臺階端面設(shè)有橫滾珠（4），臺階外圓面設(shè)有豎滾珠（3），橫滾珠（4）和豎滾珠（3）交錯均布，并由帶有凹槽的壓板（2）限位，壓蓋（1）通過螺釘（7）固定于底座（5）端面并壓緊壓板（2），底座（5）的內(nèi)螺紋孔與軸（6）配合鎖定。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板材件的滾壓裝置，其特征是：所述楔子（9）分成四塊并組成一個圓環(huán)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板材件的滾壓裝置，其特征是：所述卡套（8）設(shè)有一個缺口（8-1）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板材件的滾壓裝置，其特征是：所述橫滾珠（4）數(shù)量有3~12個，豎滾珠（3）數(shù)量有3~12個。

5.一種采用如權(quán)利要求1所述的板材件的滾壓裝置的加工方法，其特征是：包括以下步驟：1）將板材件（12）放入裝夾模具的卡套（8）內(nèi)；2）將機(jī)床（13）頂住板材件（12），并下壓楔子（9），使楔子（9）受力后下移并擠壓鎖緊卡套（8）繼而夾緊板材件（12）；3）將滾壓頭對板材件（12）進(jìn)行滾壓，通過橫滾珠（4）滾壓板材件（12）的端面（12-1），使端面（12-1）變形光整達(dá)到技術(shù)要求，同時板材件（12）變形受到豎滾珠（3）的滾壓使內(nèi)孔（12-2）光整；4）將底板（11）頂起繼而頂起楔子（9），從而使鎖緊的卡套（8）擴(kuò)大；5）將板材件（12）取出。

《一種板材件的滾壓裝置及其加工方法》涉及機(jī)械加工行業(yè)中板材加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種板材件的滾壓裝置及其加工方法。

圖1是滾壓頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是壓板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是滾壓頭的剖視圖；

圖4是壓緊裝置的壓緊示意圖；

圖5是壓緊裝置的滾壓示意圖；

圖6是壓緊裝置的松頂示意圖；

圖7是楔子的俯視圖；

圖8是卡套的俯視圖；

圖9是板材件滾壓成型局部效果圖；

附圖標(biāo)記說明：壓蓋1，壓板2，凹槽2-1，豎滾珠3，橫滾珠4，底座5，軸6，螺釘7，卡套8，缺口8-1，楔子9，外模10，底板11，板材件12，端面12-1，內(nèi)孔12-2，機(jī)床13。

一種板材件的滾壓裝置及其加工方法專利目的

《一種板材件的滾壓裝置及其加工方法》的目的是克服專利背景中的問題，提供一種能同時滾壓板材件端面和內(nèi)孔的板材件的滾壓裝置及其加工方法。

一種板材件的滾壓裝置及其加工方法技術(shù)方案

一種板材件的滾壓裝置，包括機(jī)床、裝夾模具及與其配合的滾壓頭，所述裝夾模具包括外模、楔子和卡套，其中楔子與外模的內(nèi)錐面相配合，卡套的外圓面與楔子內(nèi)圓面相配合，卡套內(nèi)設(shè)有板材件，楔子的底端向外模外延伸并連有底板。作為優(yōu)選，所述楔子分成四塊并組成一個圓環(huán)。作為優(yōu)選，所述卡套設(shè)有一個缺口。作為優(yōu)選，所述滾壓頭包括底座，底座上設(shè)有直角臺階，臺階端面設(shè)有橫滾珠，臺階外圓面設(shè)有豎滾珠，橫滾珠和豎滾珠交錯均布，并由帶有凹槽的壓板限位，壓蓋通過螺釘固定于底座端面并壓緊壓板，底座的內(nèi)螺紋孔與軸配合鎖定。作為優(yōu)選，所述橫滾珠數(shù)量有3~12個，豎滾珠數(shù)量有3~12個。

一種利用板材件滾壓裝置的加工方法，包括以下步驟：1）將板材件放入裝夾模具的卡套內(nèi)；2）將機(jī)床頂住板材件，并下壓楔子，使楔子受力后下移并擠壓鎖緊卡套繼而夾緊板材件）；3）將滾壓頭對板材件進(jìn)行滾壓，通過橫滾珠滾壓板材件的端面，使端面變形光整達(dá)到技術(shù)要求，同時板材件變形受到豎滾珠的滾壓使內(nèi)孔光整；4）將底板頂起繼而頂起楔子，從而使鎖緊的卡套擴(kuò)大；5）將板材件取出。

一種板材件的滾壓裝置及其加工方法改善效果

《一種板材件的滾壓裝置及其加工方法》采用專用滾壓頭滾壓沖壓件的端面和內(nèi)孔，保證了板材精加工的要求，又避免了板材類零件再車削的問題，提高了零件的耐用性，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了材料。

截至2012年3月，水泵制造中板材類零件一般采用沖壓、焊接并輔助車削加工的方法制造，板材類零件厚度一般在0.5毫米~5.0毫米，做車削加工后減小了板材厚度，對零件的耐用性有較大的消弱，其次薄壁件容易裝夾變形，降低了生產(chǎn)效率。滾壓頭有公開專利90224011.0、專利201120140139.8等，都有軸承配合滾子，一般滾壓內(nèi)孔或外圓，不能同時滾壓端面。

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(diǎn)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。

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(diǎn)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

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(diǎn)?！∮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。