滚压技术

编辑:叔父网互动百科 时间:2020-02-23 12:40:23
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滚压技术是一种压力光整加工技术,是利用金属在常温状态的冷塑性特点,利用滚压刀具对工件表面施加一定的压力,使工件表层金属产生塑性流动,填入到原始残留的低凹波谷中,而达到工件表面粗糙值降低。
中文名
滚压技术
外文名
Trundle processing
主    体
滚压刀
加工原理
压力光整加工

滚压技术实施主体

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滚压技术( Trundle processing)滚压技术的实施主体是滚压刀,不同的加工表面及要求要用不同的滚压刀,表面滚压能在表面产生约5mm深的残余压应力区,因此能较大幅度地改善材料表面的疲劳寿命、抗应力腐蚀能力,特别适合晶体结构为面心立方的金属与合金的表面改性。是一种无切屑的表面改性加工技术。在常温下利用金属的塑性变形,使工件表面的微观不平度辗平从而达到改变表层结构、机械特性、形状和尺寸的目的。因此这种方法可同时达到光整加工及强化两种目的,是磨削无法做到的。 无论用何种加工方法加工,在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕,出现交错起伏的峰谷现象,这为滚压技术的实施提供了先决条件。

滚压技术加工原理

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滚压技术加工原理:它是一种压力光整加工,是利用金属在常温状态的冷塑性特点,利用滚压刀具对工件表面施加一定的压力,使工件表层金属产生塑性流动,填入到原始残留的低凹波谷中,而达到工件表面粗糙值降低。由于被滚压的表层金属塑性变形,使表层组织冷硬化和晶粒变细,形成致密的纤维状,并形成残余应力层,硬度和强度提高,从而改善了工件表面的耐磨性、耐蚀性和配合性。滚压是一种无切削的塑性加工方法。
滚压实现
滚压技术的实施主体是滚压刀,不同的加工表面及要求要用不同的滚压刀,有孔、轴、槽、平面等刀具形式。

滚压技术注意事项

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目前,按外力传递到滚压工具的加工方法可分为机械式、滚压式和弹簧式三类。 按加工性质 ,可分为光精加工、强化加工两类。 通过不同材质的试验,我们发现:
  (1)滚压压力选择是否正确,对滚压后表面粗糙度、尺寸、精度都有影响。一般情况下,滚压力增加 ,表面粗糙度提高。但是滚压力增加到一定程度,表面粗糙度不再提高。如继续增加,滚压表 面开始恶 化,甚至出现裂纹。
  (2)提高工件表面粗糙度,采用滚压加工效果最好。在预加工粗糙度达Ra1.6时,只要过盈量合适, 粗糙度可达Ra0.2以上。但当预加工粗糙度只有Ra6.4~Ra3.2,加工表面有振动乱刀纹时,那么较深的刀纹不能被滚压光,这只有增加过盈量再次滚压。如果孔的椭圆度和锥度过大,滚压后上述缺陷仍然存在, 同时粗糙度大。因此,预加工表面最好小于Ra3.2,几何精度在一、二级以上, 能获得小的粗糙度,较理想的精度。
  (3)材料软,塑性大,容易被滚压光。随着塑性降低,硬度的提高,永久变形量随之减少。一般来说钢和铜的滚压效果较好,铸铁的效果较差。可锻铁,球墨铸铁比灰口铸铁的滚压效果要好。滚压铸铁件时,当铸件的材料硬度不均匀时,被滚压表面的缺陷(气孔、砂眼等)会马上显露出来。 因此,当铸件表面缺隐较多,质量较差时不宜采用滚压工艺。
  (4)滚压过盈量的大小对表面粗糙度和几何精度的影响很大。通过试验得知,最合理的滚压过盈量为0.027~0.036mm,此时得到的表面粗糙度为最小。最大过盈量受多种因素的影响,因此最佳过盈量的确定要根据具体条件多次试验来确定。
  (5)滚压速度对表面粗糙度影响很小,所以我们可以提高滚压的速度来提高生产效率。
  (6)滚压的次数不宜太多。一次滚压效果最为显著,可降低粗糙度2~3级。二、三次次之。
  (7)进给量的大小应按滚珠的直径大小而定。进给量越小,表面粗糙度越小。最佳的进给量应通过试验来确定。
  (8)滚压工具通常有滚珠、圆柱形滚柱、圆锥形滚柱、滚轮等。但用滚珠作为变形构件可降低整个滚压工具成本。而且滚珠的精度高,硬度高,与工件接触面小,用较小的滚压力,较小的过盈量可获得较高的压强,较小的粗糙度。而且滚珠的使用寿命长,不易磨损,价格便宜,易更换。

滚压技术技术优点

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滚压技术加工技术安全、方便,能精确控制精度,几大优点:
1、提高表面粗糙度,粗糙度基本能达到Ra≤0.08um左右。
2、修正圆度,椭圆度可≤0.01mm。
3、提高表面硬度,使受力变形消除,硬度提高HV≥40°
4、加工后有残余应力层,提高疲劳强度提高30%。
5、提高配合质量,减少磨损,延长零件使用寿命,但零件的加工费用反而降低。
应用优势
高效——几秒就可将表面加工至需要的表面精度,效率是磨削的5-20倍、车削的10-50倍以上。
优质——一次进给实现Ra0.05-0.1um的镜面精度;并使表面得到挤压硬化,耐磨性、疲劳强度提高;消除了表面受力塑性变形,尺寸精度能相对长期保持稳定。
经济——无需大型设备的资金、占地、耗电、废渣处理等投入;无需专业的技工投入。
方便——可装夹在任何旋转与进给设备上,无需专业培训就可加工出镜面精度。
环保——没有切屑(保护环境)、低能耗。
安全——无切削滚压刀具没有刀刃。
加工好处
金属工件在表面滚压加工后,表层得到强化极限强度和屈服点增大,工件的使用性能、抗疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性都有明显的提高。经过滚压后,硬度可提高15~30%,而耐磨性提高15%。
滚压加工可以使表面粗糙度从Ra6.3提高到Ra2.4~Ra0.2。并且有较高的生产效率,有些工件可在数分或数秒钟内完成。
滚压加工能解决目前某些工艺方法不易实现的关键问题。例如对特大形缸体的加工。同时它也适用于特小孔的精整加工或某些特殊材料的精整加工。
滚压加工使用范围广,在各大、中及小型工厂均能使用。不论是从加工质量、生产效率,生产成本等方面来看,滚压加工都是一项比较优越的加工方法。在某些方面,它完全可代替精磨、研磨、珩磨等光整加工。
目前,按外力传递到滚压工具的加工方法可分为机械式、滚压式和弹簧式三类。
按加工性质,可分为光精加工、强化加工两类。

滚压技术存在不足

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如下:
1、滚压会在工件表面产生硬化层,此层与内部材料有明显的分层现象,容易造成表层脱落。
2、滚压工艺很难掌握,处理不当,容易造成废品 。
3、刚性力, 1000N-3000N,对机床传动机构导轨、损伤很大,严重损伤机床精度和寿命。
4、刀具使用寿命短,易损坏,综合使用成本高。
5、无法满足细长杆、薄壁管件等刚性差的零件的加工
解决方案:
金属表面加工:利用金属在常温下冷塑性的特点,对金属表面进行无研磨机的研磨,使金属零件表面达到更理想的表面粗糙度要求,也可以形象的说类似熨衣服一样,将零件表面熨平;同时在零件表面产生理想的压应力,提高零件表面的显微硬度,耐磨性及疲劳强度和疲劳寿命。
与传统滚压工艺相比,豪克能工艺如下:
1、在半精车的基础上一次加工即可达到镜面效果, Ra0.2以下。
2、对工件作用力小,和正常车削一样,为弹性力,不到滚压力的10%,对机床无不良影响。
3、产生表面强化层,强化层和材料内部是连续过渡,无剥离现象,对零件性能极为有利。
4、可加工细长杆、薄壁件等刚性差的零件
5、因是弹性接触,操作简单,能开机床的操作工就可操作加工,能保证性能达到要求。
词条标签:
科学 技术