滚压加工简介，突破传统的革新技术

把刀用好 · 发表于 2012-3-19 21:45:31

前几天在跟的贴中提到了滚压加工，鉴于大家未必都熟悉，今天特地找了些资料发给大家参考下。

本人数年前接触过滚压加工，虽然滚压加工能改善表面质量，但是随着数控机床和数控刀具技术的不断发展，滚压加工所能达到的表面质量已经不再是遥不可及的了，而且滚压加工的效率虽然比磨床高不少，但是比起精车和精镗还是要略逊一筹的。再加上这种技术一般用在塑性材料上，所以局限性相对而言比较大。但是不可否认，这的确是一种突破传统的革新技术。

以下资料来自网络
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1.什么是滚压加工？
我们经常看到铺设道路时，轧路机将凹凸不平的马路压得很平整。滚压工具的加工原理也是如此，用滚柱滚压金属表面，将表面凸起部分碾平,而使凹陷部分隆起，加工成平滑如镜的表面。与切削加工不同，是一种塑性加工。被滚压加工的工件不仅表面粗糙度瞬间就可以达到Ry0.1-0.8μm，而且加工面硬化后其耐磨性得到提高的同时疲劳强度也增加了30%等具有切削加工中无法得到的优点。由于可简单地并且低成本地进行零部件的超精密加工，日益被以汽车产业为首的精密机械，化学，家电等产业广泛采用，发挥了很大的优势。

2.滚压加工的原理
滚压加工是将高硬度且光滑的滚柱与金属表面滚压接触，使其表面层发生局部微量的塑性变形后得到改善表面粗糙度的塑性加工法的一种。短时间内改善表面粗糙度的同时表面被加工硬化，并且由于产生压缩残留应力可得到具有耐久性的表面。

上图为滚压加工原理的模拟图。在滚压区域(A)滚柱与切削加工面接触后渐渐加压，在塑性变形区域(B)接触压力超过材料的屈服点，产生局部塑性变形。在滚柱下端最大负重作用后，在平滑区域(C)开始弹性恢复，滚柱渐渐离开加工表面。在实际的滚压加工中由多支滚柱连续并反复进行上述动作，将表面加工成平滑如镜。

3.加工条件
a)滚压加工前表面
由于滚压加工是利用滚柱碾压的加工方法，所以加工后的表面粗糙度受凸起部分的高度及形状，即加工前状态的影响。如果加工前状态比较粗糙(凸起部分很高而凹陷部分又很深)，滚压后则不能将凸起部分完全添埋凹陷部分，加工后表面则粗糙。另外加工后的表面效果还受凸起部分形状的影响。由车床或镗床点切削所得到的规则的凹凸形状，且高度在碾压的范围内时，就可得到最理想的表面。一般前加工的表面状况越好，加工后的表面也越好，同时滚压头的磨耗也越少。前加工有可能要增加一道工序，这就要综合地考虑。

b)滚压前加工尺寸
由于滚压加工是利用滚柱碾压的加工方法，所以加工前后工件的直径将发生变化(内径将扩大，外径将减小)。为了能加工到目标尺寸公差范围内，前加工的尺寸应考虑这个变化量。直径的变化量与工件的材质、硬度、滚压量有关，所以最初先进行2~3次试加工后用最佳的参数进行量产。

c)加工设备
只要是可旋转且可进给的任何机床都可以使用，不需特殊的设备。另外作为标准型滚压头有摩氏锥柄及直柄两种选配。滚压加工与切削加工不同，不需大扭矩，小功率机床也可以。可安装在普通的钻床，车床，加工中心，镗床，钻孔器等设备上进行加工。

d)润滑与清洗
滚压加工时请使用低粘度的工作液。滚压加工过程中，当滚柱碾压金属表面时会产生很细微的金属粉尘，金属粉尘不仅会影响加工面的质量，而且会加速滚压头的损耗，所以有必要大量注入干净的工作液清除粉尘。高粘度的工作液虽然润滑性好，可是清洗性能差，不适合滚压加工用。本公司备有滚压加工专用的 "滚压润滑油" 只要在低粘度工作液中掺入5% "滚压润滑油" 即可发挥其杰出性能。

e)加工部位的壁厚
滚压加工是用滚柱滚压加工部的表面，使其致密化。所以为了能使加工部位承受加工压力，加工部必须有充分的壁厚(孔径的20%以上)。薄壁或部分薄壁时，加工后会发生变形或降低圆度。通常用以下的几种方法解决这个问题：
   减少滚压量。
   利用夹具支撑外周。
   在加工为薄壁以前实施滚压加工。

e)加工部位的硬度
滚压头可加工的工件硬度上限值为HRC40，但是也有为加工高硬度工件特制的滚压头,加工上限值可达到HRC55的滚压头。针对高硬度材质加工时由于工具承受压力大，工具寿命会缩短。为了得到所需精度的加工面，使用尽可能小的滚压量进行加工是很重要的。

f)转速与进给
滚压头右转进行滚压加工。也可固定滚压头，工件旋转也可得到同样效果。转速与进给速度根据加工直径不同而不同。具体参见各品牌推荐表

g)滚压不到的部位
用滚压头对盲孔或台阶轴进行加工时，会有加工不到的地方发生。一般在以下部位：
   滚柱先端的R部位
   从滚柱先端到支架先端的长度
   支架先端到加工部端面的空隙
注:       为了使滚压加工不到的部分最小化，在设定好工具直径后，将突出滚柱先端的芯轴部分或芯套部分切割掉，使其与滚柱先端保持同一位置。

4.加工效果
滚压加工后可以改善表面粗糙度的同时还可以得到以下的效果：
   提高疲劳强度
   提高滑动零部件的寿命
   保护环境
   消除早期磨损
   提高密封性

翔梦随风 · 发表于 2012-3-19 22:20:39

受教了，多谢楼主分享，、

mjhls · 发表于 2012-3-20 08:50:30

滚压力的计算没有介绍？

荒唐山民75 · 发表于 2012-3-20 12:06:06

受教了，多谢楼主分享

科学之道 · 发表于 2012-3-20 12:32:29

曾经用轴承做滚轮滚压过圆柱表面，效果挺好。

右手边 · 发表于 2012-3-20 14:06:39

楼主辛苦了，学习学习了饿

caynee · 发表于 2012-3-20 15:04:37

在滚压之前是不是要进行实例分析啊？万一工件强度不够被压烂掉

无訫 · 发表于 2012-3-20 23:27:48

液压缸筒行业估计暂时还得继续使用这种技术

kezza · 发表于 2012-4-2 18:12:16

液压缸筒行业估计暂时还得继续使用这种技术

121411 · 发表于 2012-4-2 21:04:37

外圆滚花也是滚压的一种吧，很少做这样的活。

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