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滚压头内外部因素的影响

内孔滚压加工就好比是压路机铺设道路时,会将凹凸不平的马路压得平整。镜面滚压头的加工原理就是用滚珠滚压金属表面,使其表面产生塑性变形,将表面凸起部分碾压至凹陷部分,从而产生平滑的表面。关阅读:滚压头液压固定刀架

如图1所示,滚压头加工工件除具有效率高,工艺也相对稳定,在精度与粗糙度上也有相当大的提升,在不破坏前道工序的加工条件下,提高表面的光洁度,而且不产生切削废料的环保工具。

滚压头加工剖面图

 

2所示为生产中常用的一种滚压头,它不但可以加工通孔(图2a),也适用于盲孔(图2b)。

内孔滚压头通盲与盲孔图

为了保证滚压质量和延长滚压头的寿命,首先,从选用滚压头的齿形来说,滚压头的齿形可做成直线型、直线圆弧型和圆弧型三种。直线型由三段直线组成,形状简单,制造容易,但滚压效果稍差。直线圆弧形由一段平行于轴线的直线和前后各一段圆弧组成,其滚压效果优于直线型,但制造困难。圆弧形则由一整个圆弧组成,滚压效果甚好。须指出,因为经过滚压后的孔径相对比未加工尺寸来的小,所以滚压头的外径尺寸做的应比工件要求的尺寸稍大,其增大数值应根据被加工材料的收缩量和孔的表面粗糙度由试验确定。

其次选用新的滚压头的材料和表面的强化处理工艺也是关键。最常用的滚压头材料为通用型的高速钢,实验证明,用它们挤压洛氏硬度大于40度的钢料时,其自身62-65的洛氏硬度已难以胜任,所以需要滚压头与工件两者之间的硬度必须在1.6以上,否则滚压头的耐用度将显著降低,。而硬质合金的硬度虽高,但由于其刃口强度低,易崩且制造困难,成本又高等原因而不被广泛应用。

同时为了提高滚压头的耐用度,可以选用钢类材料制作,它可以在一定的基础上进一步增加碳含量,并加入微量氮而制成,可提高硬度1.5-2HRC,使热处理后的硬度提高至66.5-67HRC

之后对工件的原始条件也需要有一定的要求。滚压工件的材料的表面应是均匀、完整和无缺陷的表面,因为金属塑性变形有一定的限制,工件原始表面若有局部缺陷,如划伤、凹坑、以及砂眼、气孔、夹渣、疏松等,不仅难以在滚压过程中消除,还将直接影响滚压后的质量。还需指出,工件预加工孔的原始表面粗糙值越小,则滚压后的表面粗糙值越小。

最后,对于合理选择滚压的工艺参数,滚压的工艺参数包括滚压力,滚压过盈量、滚压次数和切削液等。滚压力是滚压加工中最重要的工艺参数,它不仅影响被滚压工件表面的粗糙度、冷硬程度、残余压应力大小、加工效率,还直接影响机床和滚压头的选择。滚压力大时,更要考虑滚压头的刚性和硬度以及机床的刚性。滚压力主要决定于滚压过盈量。滚压过盈量就是滚压头工作直径与被滚压工件原始直径之差。滚压过盈量一般不宜过大。经验表明,用大的滚压过盈量多次滚压,由于材料继续不断的塑性变形,强化过于严重,将导致孔表面产生裂纹,甚至出现剥离现象,造成废品。所以滚压过盈量一般为0.03-0.25mm,小值多用于滚压钢件和表面质量要求较低或孔径较小的工件,大值则用于有色金属及合金或表面质量要求较高,内孔直径较大的工件。

从提高生产率的观点看,最好是1-2次行程中完成。实践证明,这是完全可以做到的,对大多数工件材料来说,增加行程次数,对减少表面粗糙度值的影响不大。

经验表明,在滚压过程中所用的切削液及其清洁度对滚压质量有很大的影响。滚压时才用的切削液主要有乳化液、机油、硫化油、锭子油和煤油等。加工钢时,可用乳化液、硫化油或机油和锭子油的混合油;滚压不锈钢时可用硫化油或二硫油;滚压铜、铝及其合金和铸件时,可用50%的机油和50%的煤油;对于用金刚石或立方氮化硼的滚压头,多用锭子油或豆油。

滚压头对于有需要的人来说是得之如宝,不用者弃之如铁。但有市场,代表就有需求,在金属应用广泛的液压行业,对于工件,仪器等都有着高光洁度的要求,作为加工产品环保且高效的滚压头,有着不一样的前景。

 

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