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通过三个实例,介绍了滚压加工机理及其应用

摘要通过三个实例,介绍了滚压加工机理及其应用。

关键词滚压表面硬度挤压表面粗糙度
分类号TG376
滚压是金属少无切削的加工工艺之一,具有生产率高,节省原材料等特点,并且使用普通车床即可,只辅以必要的工具,适合小批量生产。

滚压工艺的加工机理很简单。

当用表面硬度较高,粗糙度较小的滚动体滚压工件的被加工表面时,其局部受到强力挤压。

当挤压应力大于材料的疲劳极限时,被加工表面将产生塑性变形,从而达到对工件表面进行加工的目的。

当工件的滚压表面受到挤压时,其表面金属被压实,其分子排列更紧密有序,其中的一些微小缺陷,如气孔、夹碴、质地不均等均可得到改善或消除,使其机械性能,如疲劳强度、屈服强度、表面硬度均能有所提高。

实践证明,材料一经滚压以后,其表面硬度一般可提高HV40左右,被滚压表面粗糙度经滚压后其表面粗糙度与滚压用滚动体的表面硬度和表面粗糙度有关,当被加工表面的硬度比滚动体低HRC30左右时,被加工表面甚至可以获得与滚动体表面同样的粗糙度,滚压工艺的缺点是不能加工硬度较高的材料或脆性材料。

下面是我们采用滚压加工的三个实例。

1 热偶垫加工
热偶垫材质为工业紫铜,过去采用圆柱棒料车削工艺,单件耗料0.492kg,表面粗糙度最佳只能达到Ra1.6μm,采用滚压法加工,单件耗料仅29g,表面粗糙度可达0.8μm。

极大地降低了成本,提高了产品质量。

图1为工件滚压加工示意图,图2为滚压工具。

图1 热偶垫滚压示意图
图2 滚压工具
2 口盖加工
工件如图3所示,材质为Q235-A,本工件若采用车削不仅费工费材,而且质量难以保证;若采用冲压法制造,不仅冲模不好设计制造,且由于批量较小,会使制造成本上升,而采用滚压,则简单多了。

图3 口盖
由于工件有两个呈90°的折弯,所以须经两步加工。

第一步使用100×δ
1.5的板状坯料按图4所示,将坯料压在靠模与顶锥之间,使用工具将坯料滚压成66的直边形圆盖。

第二步再按图5所示的方法滚压另一短直边,然后车削内圆至尺寸,最后铣4个圆弧状缺口。

由于工件较薄,并且折弯均为直角,为防止滚压时在直角折弯处断裂,靠模直角处应留有圆角。

图4口盖加工示意图
图5口盖加工示意图
3 旋转体内外接头滚道的加工
内、外接头如图6、图7所示,材质为2Cr13,装配时,内外接头的滚道之间装有若干9.525 mm的球形滚粒。

工作时,靠滚球的滚动来实现内外接头的
相互转动。

滚道加工除要求尺寸准确外还要求表面必须光滑,否则将增加运动阻力,使内外接头转动不灵。

图6 旋转体内接头
图7 旋转体外接头
通常的加工方法是车削加工,滚道用磨成圆弧形样板刀一次车出,并留出磨量,然后用专用磨床加工滚道至要求。

对于一般没有滚道专用磨床的机械制造厂若采用滚压工艺加工,同样可以收到异曲同工之效。

加工的方法是先将内外接头车削至尺寸,只滚道用R4.9的弧形样板车刀加工且留有滚压余量0.01mm~0.02mm,表面粗糙度应达到Ra1.6。

然后将如张幼昕北京化工学院化机专业毕业,主要从事机械制造与设计工作。

图8所示的滚压工具装在刀架上对滚道逐渐进行滚压由于滚压属于光整加工,加工表面尺寸变化较小,即使经多次滚压也难以超过0.05mm,且多次滚压,加工表面金属易出现疲劳,从而影响表面粗糙度,故滚压前被滚压表面应加工至Ra1.6为好,滚压次数,一般不宜超过四次,作为滚动体的滚粒,其表面粗糙度时滚压加工关系极大,一定格外注意。

滚粒的表面粗糙度最好达到Ra0.2,在滚压过程中,当发现滚粒表面
失去原有光泽,表面发乌变暗时,应及时更换,尤其最后一次滚压,使用新的滚粒对提高滚道的加工质量大有益处。

图8 滚道滚压工具
由于用作滚动体的多是轴承滚粒,其表面硬度多在HRC65以上,所以一般说来,材料硬度低于HRC40的工件采用滚压法加工均能获得较好的效果。

作者简介:张幼昕北京化工学院化机专业毕业,主要从事机械制造与设计工作。

作者单位;辽宁锦州石化公司机械厂(121001)
(编辑仲天)
收稿日期1999.02.09。

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