滚压技术
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滚压加工工艺简介滚压加工工艺是一种常见的金属加工方法,通过滚压设备对金属材料进行形变加工,使其获得所需的形状和尺寸。
滚压加工技术广泛应用于汽车制造、航天航空、机械制造等领域。
本文将从滚压加工的原理、工艺流程、设备和应用等方面进行详细探讨。
原理滚压加工是通过在金属材料表面施加大压力,将其塑性变形至所需形状的一种加工方法。
滚压过程中,金属材料处于塑性变形的温度范围,使其分子间结构发生变化,从而改变材料的形状和尺寸。
滚压加工可以通过改变滚轮形状、滚轮排列方式和滚压力度等参数,对金属材料进行精确的控制,以获得满足要求的成品。
工艺流程滚压加工的主要工艺流程包括预处理、滚压加工和后处理三个步骤。
1. 预处理预处理是滚压加工的第一步,其目的是为了提高金属材料的可塑性,减少滚压过程中的应力和能量消耗。
预处理可以采用热处理、化学处理和机械处理等方法,使金属材料达到适合滚压加工的状态。
2. 滚压加工滚压加工是整个工艺的核心步骤,该步骤通过滚压设备对金属材料进行形变加工。
滚轮的形状和排列方式决定了金属材料的变形方式,滚压力度决定了加工的变形程度。
滚压过程中需要对滚轮、工件和润滑液进行充分的冷却和润滑,以降低摩擦和热量的产生,提高加工效果和生产效率。
后处理是滚压加工的最后一步,其目的是对加工后的成品进行整形、调整和修整。
后处理可以采用热处理、机械加工和表面处理等方法,使成品达到所需的精度、表面光洁度和机械性能要求。
设备滚压加工依靠专用的滚压设备进行实施,主要包括滚轮、滚床和润滑系统等组成部分。
1. 滚轮滚轮是滚压设备的核心部件,其形状和排列方式直接决定了加工成品的形状和尺寸。
滚轮可以分为单排滚轮、双排滚轮和多排滚轮等不同形式,根据加工要求选择合适的滚轮类型。
2. 滚床滚床是用于支撑和定位金属材料的装置,保证滚轮对工件的加工精度和一致性。
滚床的结构和刀具的改变,可以实现对不同形状和尺寸的工件进行滚压加工。
3. 润滑系统润滑系统主要用于降低滚压过程中的摩擦和热量产生,提高加工效果和生产效率。
滚压强化概述0前言表面强化技术是近年来国内外广泛研究应用的工艺之一,其方法主要有喷丸、滚压和孔挤压等工艺。
金属材料的破坏往往从表面开始,零件(如内燃机曲轴,汽车的板簧等)工作时承受长期的循环载荷,零件的表面就会产生疲劳裂纹,时间一长裂纹就不断扩展,最终导致零件的疲劳失效。
因此,人们就希望采取措施以提高零件的表面性能,表面滚压强化技术就是其中的一种方法。
该方法是通过机械手段对金属表面加压,使金属表面产生加工硬化以提高零件的性能、质量和使用寿命。
表面滚压强化技术具有很多优点:滚压强化只是改变了材料的物理状态,并未改变材料的化学成分;表面滚压采用的工具和工艺比较简单,加工效率高;滚压强化是一种无切削加工工艺,在加工过程中不会产生废屑、废液,对环境的污染少,符合“绿色制造”的发展理念。
该技术在工业中得到了广泛的应用,产生了巨大的经济效益。
1滚压强化的发展状况滚压强化技术是1929年由德国人提出的,1933年在美国铁路上开始应用滚压方法,1938年前苏联应用于机车车轴轴颈。
1950年美国、前苏联在军用、民用飞机上大量应用孔挤压技术,如提高干涉配合铆接、干涉配合螺接;1970年国内航空部门开始将冷挤压工艺应用到飞机制造及维修中。
我国是在60年代开始广泛深入的研究滚压加工方法的,并在70年代提出了冲击滚压技术,随后又出现了超声波滚压技术。
近年来,表面滚压技术的发展越来越快,应用范围越来越广,其社会和经济效益也日益显著]1[。
2 滚压强化的作用机理(1)微观组织机理:经过切削加工之后,金属的表面都残留有刀具的切削痕迹,在微观下观察可以看见金属的表面呈现出凹凸不平之状。
滚压加工是一种压力光整加工,在滚刀的作用下金属表面会发生强烈的塑性变形。
根据工程材料的相关理论,金属发生塑性变形的基本方式是滑移,即晶体沿某一晶面和晶向相对于另一部分发生相对滑移。
在外力的作用下,晶体不断的滑移,晶粒在变形过程中逐步由软取向转动到硬取向,晶粒之间互相约束,阻碍晶粒的变形。
金属板材加工件滚压随着工业的不断发展,各种金属板材加工件正在成为不可或缺的一个部分。
其中,滚压加工技术在大量的金属板材加工件制造过程中起到了相当重要的作用。
滚压技术指的是利用金属板材的弯曲性和可塑性,在较小的压力下形成复杂的曲面形状,常用于制造管道、筒体、轴承壳等工业件。
在实现高品质的金属加工产品的过程中,滚压加工技术已被广泛应用。
一、滚压加工技术的原理滚压加工技术是通过将金属工件放置在钢筒或滚轮内部,利用钢筒或滚轮的圆周弯曲而达到所需的形状。
在滚压加工技术中,钢筒的直径通常要大于工件的直径。
因此,滚压加工技术通常使用三件辊机进行操作,其中两件辊为支撑辊,一件为滚轮。
滚轮通常使用大直径的滚轮,其表面为圆弧形,以确保能够将工件弹性地弯曲到所需的形状。
二、滚压加工技术的应用滚压加工技术经常应用于制造管道、筒体、轴承壳等工业产品。
例如,在制造管道时,滚压加工技术将直接影响到管道的强度和密封性。
与锻造相比,滚压加工技术可以更好地控制金属板材的变形。
通过滚压技术制造的管道表面光滑,内外径均匀,重量轻,并且易于安装。
而在制造旋转件时,采用滚压加工技术可大大提高制造效率和准确度。
三、滚压加工技术的优缺点滚压加工技术具有很多优点。
首先,它可以充分利用金属板材的变形特性,使得工件可塑性增强并且变形能力越大。
其次,滚压加工技术可以在不增加原材料成本的情况下改变材料的形状。
这种技术在轴承壳之类的工业部件制造中被广泛使用。
此外,滚压加工技术可以保证金属板材的表面光洁平整,无痕迹,不影响材料的耐久性和强度。
虽然滚压加工技术有很多优点,但也存在一些缺点。
由于加工依赖于材料的弯曲性和可塑性,对于硬度较大的材料,滚压加工技术可能无能为力。
此外,由于压力分布不均,厚度变化不可避免,可能会对工件的使用产生不良影响。
总之,滚压加工技术是一种非常实用的金属加工技术,可以大大提高工件的制造效率,同时还能保证工件的高品质和极佳的外观效果。
螺纹滚压加工技术研究张美玲发布时间:2021-09-10T09:23:18.433Z 来源:《中国科技人才》2021年第17期作者:张美玲谢保光[导读] 目前,随着个性化的不断发展和市场需求的多样化,塑料成型与磨削加工的结合将取代大部分中小型零件的切削加工,将成为本世纪的发展趋势。
推动了制造业和加工业向着精密、低能耗、无污染的方向发展,已成为绿色制造的重要组成部分。
螺纹加工有多种加工方法,包括螺纹加工、螺纹铣削、滚压、攻丝、螺纹加工等。
螺纹铣削、攻丝等工艺方法是一种切削加工,效率不高,但对工人的技术要求很高,不利于大批量生产。
滚压工艺操作简单,生产率高,加工范围广。
本文对螺纹滚压加工技术进行了深入的研究。
沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁沈阳 110034摘要目前,随着个性化的不断发展和市场需求的多样化,塑料成型与磨削加工的结合将取代大部分中小型零件的切削加工,将成为本世纪的发展趋势。
推动了制造业和加工业向着精密、低能耗、无污染的方向发展,已成为绿色制造的重要组成部分。
螺纹加工有多种加工方法,包括螺纹加工、螺纹铣削、滚压、攻丝、螺纹加工等。
螺纹铣削、攻丝等工艺方法是一种切削加工,效率不高,但对工人的技术要求很高,不利于大批量生产。
滚压工艺操作简单,生产率高,加工范围广。
本文对螺纹滚压加工技术进行了深入的研究。
关键词螺纹滚压;加工技术;研究引言作为塑料成型的一种加工方法,越来越多的紧固件厂家采用螺纹滚压加工技术,本文介绍了螺纹滚压加工技术的原理、优点、影响因素、参数确定以及加工过程中的缺陷表现,为相应的工作人员提供参考。
一、螺纹滚压加工技术的原理工件毛坯的金属基体首先被滚轮的力压缩,发生塑性屈服,最后在工件毛坯上形成螺纹形状。
滚压通常在带有自动开合滚丝头的螺纹铣床、螺纹铣床或自动车床上进行,适用于大批量生产标准紧固件和其他螺纹接头的外螺纹。
滚压螺纹的外径通常在25mm以下,长度在100mm以下,螺纹精度可以达到最大。
1序言随着柴油机设计强化要求不断提高,柴油机连杆螺栓、主轴承紧固螺栓等关重螺栓的设计也在向着高强度、大直径和大螺距的方向发展,而滚压加工的螺纹由于其表面存在冷作压应力,零件纤维组织较切削的螺纹更加致密,其承载能力较切削加工的螺纹更高,因此关重螺栓螺纹一般都要求滚压加工。
而螺纹滚压过程中零件强度越高、延伸率越小,螺纹滚压难度越大,容易出现滚丝轮碎裂的现象,螺纹加工精度不易控制。
同时由于高强度螺栓滚压力较大,利用中心孔定位加工容易造成中心孔的损坏和顶尖的破损,因此通常采用支撑板定位的方法进行加工。
而滚压过程中随着螺纹逐渐成形,滚压部分外圆直径逐渐加大,大直径关重螺栓由于其自重较大,所以在滚压力不足以带动零件中心整体自动定心的情况下,就会出现零件中心与机床主轴不平行的情况,导致零件滚压过程出现上跳或螺纹乱扣、零件中径锥度较大的情况。
因此需要对大直径高强度螺纹滚压工艺技术进行研究,解决此类零件的加工问题。
2大直径高强度关重螺栓技术要求及滚压难点分析(1)大直径高强度关重螺栓技术要求柴油机关重螺栓主要指柴油机一些关键部位的联接螺栓,主要包括柴油机连杆螺栓、平衡重螺栓、活塞头螺栓等。
为满足不断发展的设计要求,此类零件的设计强度要求不断提高,强度等级普遍达到甚至超过12.9级,硬度达到42HRC。
螺纹要求热处理后滚压加工,同时螺纹规格、螺距不断增加,达到M78及以上,螺距也相应增加到4mm,导致螺纹滚压力增加,加工难度加大。
以某型柴油机主轴承紧固螺栓(见图1)为例,其技术要求如下:该零件材料为34CrNiMo6,热处理后抗拉强度Rm≥1100MPa,屈服强度Rp0.2≥940MPa,硬度在35~40HRC,机械性能要求很高,螺纹规格为M78×4-6g,螺纹牙底圆角半径要求在R0.5~R0.576mm,滚压力计算下来达到120t,加工难度较高,对滚丝轮、滚压设备和定位夹具要求很高。
(2)滚压难点分析滚丝轮是螺纹滚压工具,最适宜加工的硬度为28~32HRC,如果零件硬度超过35HRC后,滚丝轮磨损速度会大大增加,当强度过高时会出现滚丝轮崩刃或碎裂的现象。
零件加工中的螺栓加工技术在机械加工中,螺栓是一种常见的零件,其主要作用是连接结构件。
在不同类型的机器和设备中,螺栓的种类和规格也不一样。
因此,螺栓的制造需要各种不同的加工技术,以确保其质量和性能。
在螺栓加工领域,有很多不同的技术可供选择。
以下是一些常用的螺栓加工技术。
1. 螺纹滚压技术螺纹滚压技术是一种常见的螺栓制造方法。
这种技术使用滚压机,在热处理和淬火之前制造螺纹。
这个过程可以在热轧和冷轧之后完成。
螺旋滑动的滚轮可以制造出稳定的螺纹,而且比切削加工速度快,效率高,成本低。
2. 螺纹切削技术螺纹切削技术是另一种常见的螺栓加工技术。
使用切削工具(如车削刀具或螺纹铣刀)沿着轴向切削螺栓。
这种方法需要很高的技能水平和经验,但可以制造出高精度的螺纹和粗糙度,质量较高。
螺纹切削方法还可以将大尺寸的材料加工成小尺寸的螺栓,节省加工成本和物料浪费。
3. 热成形技术热成形技术是另一种螺栓制造技术,主要用于生产高强度合金螺栓。
这个过程涉及将螺栓岛在一定温度下加入模具中,并加入巨大的压力。
这个过程可以通过各种不同的方法实现,例如热挤压和热锤成凹模成形。
这种方法可以生产出稳定性高的螺栓。
4. 冷锻造技术冷锻造技术是一种常见的制造螺栓的方法。
这个过程涉及到在冷轧状态下将钢材推进模具中,以形成所需的形状。
这种方法具有低成本、高效率、精确度高等优点。
此外,采用冷锻造技术,可以在不影响螺栓性能和强度的前提下获得不同规格和尺寸的螺栓。
5. 自动化技术自动化技术在螺栓制造中也起到了越来越重要的作用。
随着技术的不断进步,机器人技术已经开始应用于螺栓生产中。
自动化可以极大地提高生产效率,缩短加工周期,降低成本,大大提高生产质量和整个生产链条的可控性。
在螺栓加工技术方面,创新和发展是必不可少的。
随着技术的不断进步,螺栓加工将不断拓展,寻找新的技术和工艺,以更好地满足制造商和消费者的需求。
滚压成型工艺技术
一、简介
滚压成型工艺技术是一种比较常见的金属加工技术,主要应用于制造轴类、螺纹类等多样化的零部件。
该工艺以金属材料的塑性变形为基础,通过滚制轧制的方式加工出所需尺寸和形状的成品。
二、工艺流程
1. 材料准备。
在滚压成型之前,需要选择合适的材料及规格,然后进行预处理,包括切割、切断、铸造等。
2. 机器操作。
将材料置于滚轮之间,进行压制、拉伸、压平等多种加工操作,根据所需的几何形状进行不断的调整。
该过程需要精密的机器设备和高技能的操作人员。
3. 热处理。
将成型好的零件进行退火、淬火等处理,以增强其强度和硬度,并保证其质量稳定。
4. 表面处理。
加工好的零件表面进行除氧化、除毛刺、表面抛光等处理,使其呈现出更好的外观和质感。
5. 组装。
将不同的零件通过焊接、螺纹连接等方式组装为一个整体,以完成最终的产品。
三、适用性与优劣
滚压成型工艺技术适用于制造多样化的金属制品。
其优点在于高生产效率、精度高、加工成本低、能够成型复杂的几何形状等。
但是,该
工艺技术也存在一些劣势,例如热量损耗大、设备成本高、操作工艺
复杂等。
四、应用领域
滚压成型工艺技术主要应用于制造:轴类、卡扣类、螺纹类、齿轮类、凸轮轴类、车辆配件类、电子产品类、数码产品类等各种工业制品。
五、发展趋势
滚压成型工艺技术随着国家智能制造产业政策的支持,在未来的几年
中将会得到快速的发展。
预计该技术在金属加工领域的应用将继续扩展,同时,随着制造技术的进一步智能化,生产效率和质量将得到更
为显著的提高。
滚压成型标准全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:滚压成型是制造行业中常用的一种加工方法,通过利用辊压机将金属材料在一对辊的间隙中进行压力加工,使其产生塑性变形,从而得到所需的形状和尺寸。
该工艺具有成本低、生产效率高、加工精度高等优点,被广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
为了确保滚压成型的质量和效果,制定了一系列的滚压成型标准,这些标准包括了材料选择、工艺参数、设备要求、质量控制等方面的规定,指导生产过程中的各个环节,保证产品达到预期的要求。
材料选择是滚压成型的关键因素之一。
标准中规定了适用于滚压成型的金属材料种类、牌号和性能要求,要求其具有良好的塑性变形能力和韧性,以确保在辊压机中能够顺利进行加工。
对于不同的产品和要求,还会有相应的材料热处理要求,以提高材料的机械性能和耐磨性。
工艺参数的选择也是滚压成型中的重要环节。
标准中规定了不同材料、厚度、形状等情况下的辊压机转速、压力、温度等参数,以确保成型过程中材料的均匀性和一致性。
还要求对于不同工件形状和加工要求,需要进行合理的辊轮设计和模具设计,以确保成品的精度和表面质量。
标准中还规定了辊压机设备的要求,包括对于设备的性能、精度、稳定性等方面的要求,以及操作人员的技术要求和安全规范。
只有保证设备的正常运转和操作人员的专业技能,才能确保滚压成型的顺利进行和产品质量的稳定。
质量控制是滚压成型标准中最关键的一部分。
标准规定了产品的质量检验标准和方法,包括外观质量、尺寸精度、机械性能等各个方面的指标和要求。
只有通过严格的质量控制,才能确保滚压成型产品的质量和性能,满足客户的需求和市场的要求。
滚压成型标准是滚压成型工艺中的基础和保障,只有严格遵守标准的要求,才能确保产品质量和生产效率,提高企业的竞争力和市场份额。
希望通过不断的标准化和质量控制,滚压成型工艺能够不断改进和完善,为制造业的发展和进步做出贡献。
【字数不足,无法继续】第二篇示例:滚压成型,是一种常见的金属加工工艺,通过对金属材料进行辊压加工,使其在一定范围内变形成所需的形状。
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,是一种无切屑加工,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: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。
滚压技术加工技术安全、方便,能精确控制精度,几大优点:滚压原理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。
滚压加工后的好处镜博士外径滚压后效果对比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。
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经过滚压后,硬度可提高15~30%,而耐磨性提高15%。
镜博士外径滚压效果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。
镜博士滚压刀加工缸体对比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。
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。
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。
图1. 滚柱滚压的原理图1 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。
冲击滚压技术的研究与开发来源:国际模具网浏览次数:429 发布日期:2008-6-19引言金属材料的破坏往往从表面开始。
目前,许多发达国家都在大力研究和应用各种提高零件表面性能的新技术、新工艺。
表面强化作为表面工程学的一项重要技术,对于改善材料的表面性能,提高零件表面的耐磨性,抗疲劳性,延长其使用寿命等具有重要意义。
在表面强化技术中,作为机械方式的强化方法,现在主要采用滚压和喷丸两种方式。
但是,上述滚压或喷丸方法的应用在技术上也受到一定的限制。
如滚压技术一般只适用于回转体类零件。
而且由于加压为静载荷形式,为达到一定量的滚压变形所需的压力较大。
而喷丸技术通常用于表面质量要求不太高的零件。
在分析研究现有技术以及零件表面强化要求的基础上,我们研究开发了一种新的称之为‘冲击滚压’的表面强化技术并进行了工艺性试验。
试验结果表明:采用该项技术能明显改善零件的表面性能。
零件表面的硬度得到提高,表面的粗糙度也明显下降。
与一般滚压方法相比较,由于该项技术中在滚压的同时还引入了冲击源,能对零件的表面产生动压作用。
对比试验结果显示,采用冲击滚压方法能使零件表面容易获得较大的塑性变形。
在满足一定的变形量的要求下,冲击滚压方法比一般滚压方法所需施加的压力小得多。
另外,该项技术还能对一些不便采用一般滚压方法的零件形面进行强化处理。
冲击滚压技术的研究开发为零件表面强化技术探索了一条新的途径。
1 冲击滚压工作原理大量的实验数据和工业应用表明,对金属零件表层材料的局部加压使其表层产生塑性变形,能改善表层晶粒组织,产生冷作硬化现象,使表层材料存在残余压应力等作用。
这对于提高零件的耐磨性以及抗疲劳强度等具有明显效果。
目前常用的滚压和喷丸两种表面强化方法正是应用了这一原理。
我们研究开发的冲击滚压技术是在一般的滚压方法基础上增加了一个冲击源,使被强化的零件表层材料不仅受到静压力的作用还同时受到冲击源引起的动压力的作用。
这使得材料表面的变形更加容易,零件表面强化更容易实现。
以我们研制的高强度螺栓圆角冲击滚压装置为例。
如附图所示,冲击滚压装置主要由主轴,压头,夹具,传感器及控制系统等组成。
启动冲击滚压装置后,一方面通过钢球对工件表面施加静压力,同时由冲击源引起钢球对工件表面施加一个较高频率的动压力。
在上述动压和静压力的复合作用下完成对零件的表面强化——冲击滚压。
图示的冲击滚压装置仅比一般的滚压装置增加了一个冲击部分。
若取消这一冲击源,该装置就变成了一套常用的普通的滚压装置。
正是有了这一冲击源的存在使冲击滚压方法在零件的表面强化方面体现出诸多特点。
2 冲击滚压技术特点根据我们进行的各种工艺试验表明,冲击滚压技术主要具有以下特点:2.1 冲击滚压所需压力较小试验结果表明:为了使零件表面产生一定的塑性变形量,冲击滚压时比一般滚压所需施加的压力小得多。
例如,对材料为中硬度的碳钢和较高硬度的高温合金的高强度螺栓圆角进行的冲击滚压和一般滚压对比试验表明,当圆角部位的变形量相同时,冲击滚压时所需的压力仅为一般滚压时的10%—17%。
这显然是由于冲击载荷使材料表面易于变形所致。
由于所需的压力较小,使这种技术可以在较小的设备上进行。
另一方面,也使一些受设备限制而不便处理的较大零件的表面强化处理获得一种新的途径。
2.2 易于使材料表面产生较大的塑性变形对比试验表明:冲击滚压比一般滚压更容易使零件表面产生较大的塑性变形。
对于某些滚压前表面加工质量不高的零件,必需在滚压时产生较大地变形量才能满足表面质量的要求。
对于这类情况,采用一般滚压方法往往由于表面被反复碾压形成加工硬化层,即使采用很大的压力有时也无法消除上道工序在表面留下的加工痕迹。
对于某些硬度较高的零件,这种问题尤为突出。
试验结果表明,采用冲击滚压方法,即便是对于硬度较高的零件也能使材料表面产生较大的塑性变形,消除表面缺陷。
我们对材料硬度达到HRC48—52的高温合金,圆角尺寸为R=1.6mm,圆角滚压前工序为车削的高强度螺栓圆角进行了对比试验;当圆角车削的质量较好时,采用一般滚压方法就可以获得满意的滚压效果。
但是在圆角部位有意加工出较明显的刀痕时,由于采用一般滚压方法很难使材料产生较大的塑性变形,即使施加了比正常情况下高出几倍的压力,达3000N甚至更高,也未能消除车削留下的刀痕。
而采用冲击滚压只施加了350N的压力就使圆角部位产生了足够大的塑性变形,完全削除了车削留下的刀痕,获得了满意的表面质量。
冲击滚压易于使零件表面产生较大的塑性变形,这就可以使滚压前的表面质量要求降低,减小了加工难度。
2.3 冲击滚压后零件的表面质量较好为提高零件疲劳强度等目的的表面强化工艺,通常对表面质量要求都比较高。
试验结果表明,冲击滚压后零件的表面质量良好,表面粗糙度较小。
表面质量不低于一般滚压的效果,其表面粗糙度Ra值小于0.2μm。
能满足一般零件的要求。
2.4 冲击滚压适用于处理多种零件形面现在常用的一般滚压方法通常只适用于滚压回转体类零件。
我们用冲击滚压方法对平面和曲面进行了试验,这种方法同样有效。
由于冲击滚压同时具有滚压和喷丸方法的技术特点,只要正确处理好冲击滚压工具,控制好工件与工具之间的相对运动以及冲击力,滚压力等工艺参数,就能对平面和曲面等进行处理。
试验结果表明,零件的表面粗糙度,硬度都得到一定程度的改善。
这对某些不便采用一般滚压方法的零件形面提供了一种有效的表面强化方法,并能获得较好的表面质量。
2.5 冲击滚压技术简单易行根据上述分析可见,冲击滚压技术并不复杂。
冲击滚压装置也仅比一般的滚压装置增加了一个用于引起冲击载荷的冲击源。
属于一项简单易行且效果良好的表面强化技术。
3 应用前景分析零件表面强化作为新兴的表面工程学中一项重要技术,通过表面质量的改善,仅花费很少的费用,就能大幅度地,甚至成倍地提高零件的工作寿命,节约资源,提高生产率。
因此越来越受到制造业的普遍重视。
冲击滚压作为一种新开发的技术对于表面强化中提高零件表面质量,减小滚压过程的压力,能使材料表面产生较大的变形,能适应各种不同零件形面的强化以及技术和装备上简单易行等方面已经显示出许多优点,具有良好的应用前景。
一方面,冲击滚压可以作为解决一般滚压方法中许多技术难点的重要手段。
利用冲击滚压具有的易于使零件表面产生较大的变形,所需施加的压力小,适用于较高硬度的材料等特点,与已比较成熟的滚压技术的结合可以解决许多已往不好处理的技术难题,扩展滚压技术的应用范围。
以我们为多家飞机制造企业研制的高强度螺栓圆角冷滚压圆角设备为例。