通过三个实例,介绍了滚压加工机理及其应用
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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,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。
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。
滚压机原理滚压机是一种常见的金属加工设备,主要用于将金属板材进行弯曲、滚圆等加工。
滚压机的原理是通过两个滚筒之间的摩擦力来实现对金属板材的加工。
接下来,我们将详细解析滚压机的原理和工作过程。
滚压机由机架、主机、电气系统、润滑系统等组成。
其中,机架是滚压机的支撑结构,主机是滚压机的核心部件,用于提供动力和控制滚动滚筒的运动。
滚压机的工作原理是利用两个滚筒之间的角度差,通过金属板材的弹性变形来实现弯曲或滚圆加工。
其中,下滚筒是驱动滚动运动的滚筒,上滚筒则是用来限制金属板材的弯曲程度。
在滚压机的工作过程中,需要将金属板材放置在下滚筒和上滚筒之间,并通过液压系统或机械装置将下滚筒向上提升,使其与上滚筒之间形成一定的角度差。
接下来,通过驱动上滚筒的运动,金属板材将被压制在下滚筒与上滚筒之间,并产生弯曲或滚圆的变形。
滚压机的工作过程需要注意以下几点:1. 确保金属板材的正确放置:在滚压机的工作过程中,金属板材应该被放置在正确的位置,并且在滚动运动过程中要保持稳定。
否则,金属板材可能会受到损坏或变形。
2. 控制滚动速度和滚动力度:滚压机的滚动速度和滚动力度需要根据金属板材的要求和材料性质来进行调整。
过快的滚动速度和过大的滚动力度可能会导致金属板材的变形或产生剪切力。
3. 润滑和冷却:在滚压机的工作过程中,需要对滚动滚筒进行润滑和冷却,以减少摩擦力和热量的产生,保证滚动运动的平稳进行。
4. 检查和维护:滚压机的工作过程中,需要定期检查和维护设备,以确保其正常运行。
特别是对于滚动滚筒的磨损情况需要及时更换和修复,以保证滚压机的使用寿命和加工质量。
总结起来,滚压机的原理是通过两个滚筒之间的摩擦力来实现对金属板材的弯曲、滚圆等加工。
在滚压机的工作过程中需要注意金属板材的正确放置、滚动速度和滚动力度的控制、润滑和冷却以及设备的检查和维护等方面。
滚压机的应用广泛,在金属加工领域具有重要的作用。
通过合理的使用和维护,可以保证滚压机的性能和加工质量,提高生产效率和经济效益。
车床外圆滚压加工机1. 简介车床外圆滚压加工机是一种用于加工轴类工件外圆的特种机床。
它利用滚轮对工件进行滚压加工,可有效提高加工效率和加工质量。
本文将详细介绍车床外圆滚压加工机的工作原理、结构特点及使用注意事项。
2. 工作原理车床外圆滚压加工机主要由滚轮、工作台、主轴、进给机构等组成。
在加工过程中,工件被夹持在工作台上,主轴带动滚轮进行旋转,滚轮在工件上施加一定的力,同时沿工件轴向滚动。
由于滚压的作用,工件的表面得到塑性变形,实现了加工目的。
3. 结构特点车床外圆滚压加工机具有以下结构特点:•滚轮设计合理,具有良好的刚性和抗磨损性,保证了加工质量和寿命的稳定性;•工作台采用高精度导轨,保证了工件夹持的稳定性和加工精度;•主轴采用变频调速系统,能够根据加工需求灵活调整转速;•进给机构采用伺服控制系统,能够实现高精度的进给运动;•机床具有人性化操作界面,便于操作和维护。
4. 使用注意事项在使用车床外圆滚压加工机时需要注意以下事项:1.严格按照操作规程进行操作,避免发生事故;2.定期对机床进行维护保养,确保机床运行正常;3.加工前检查滚轮和工件的状态,确保其良好状态;4.控制加工参数,避免过大的滚压力和过高的转速导致工件变形或损坏;5.加工过程中及时清洁和注油,保持机床清洁和润滑;6.加工结束后及时关机,做好安全防护措施。
5. 总结车床外圆滚压加工机是一种具有高效率和高精度的加工设备。
通过滚压加工,可以达到较好的加工质量,同时提高了工作效率。
在使用过程中,需要严格遵守操作规程,做好机床的维护保养工作,确保机床的性能和寿命。
各项注意事项的遵守,将有助于提高加工效率和加工质量,保证操作人员的安全。
机器人滚边压合技术应用机器人滚边压合技术应用作者:撰文/长春大正博凯汽车设备有限公司刘殿福机器人滚边压合技术,现在已经被应用于轿车白车身关键部件的包边制造中,主要部件有顶盖天窗、发动机罩盖、行李厢盖、车门、翼子板和轮罩。
随着汽车工业的迅猛发展,车型的更新换代加速,各大汽车制造厂家为了缩短产品的开发周期、降低开发成本,广泛采用柔性化生产技术。
这样,机器人滚边压合的这项柔性化生产技术成为轿车产品开发首选应用技术。
机器人滚边压合技术的柔性化主要体现在两方面:一方面该技术可以根据实际生产节拍需要,采用一机多模或一模多机的工艺方案生产加工产品;另一方面根据车型的生命周期可随时更换滚边压合夹具来实现产品的更新换代。
图1展示的是典型的一模多机的机器人滚边压合,四个机器人同时完成一个行李厢盖的滚边压合。
图2是一个机器人完成两个车门滚边压合的实例。
图1、图2所示均是实际生产应用的工位,如其相对应的产品需要改型,一般来说,只需要更换机器人滚边压合底模,压料板即可以实现产品转型。
工艺方法机器人滚边压合技术主要包含机器人滚边压合的工艺方法、机器人控制技术和机器人滚边压合设备的制造技术。
机器人滚边压合的工艺方法将根据不同类型的工件、同类型工件的不同结构形式特点制定工艺方案。
工艺方案可以展现出不同制造厂家的制造风格,特殊的制造方案也可以显示出制造厂家掌握机器人滚边压合技术的程度。
汽车顶盖天窗的滚边压合的工艺方法目前有分四次压合和六次压合两种方法。
图3显示分六次滚压成型过程,每次压合角度依次为30°、60°、90°、120°、150°和180°。
图4所示是顶盖天窗分四次滚压成型的工艺过程,每次压合角度依次为30°、90°、120°、180°;四门和后盖一般采用三次滚压成型法,每次压合角度依次为30°、60°、90°。
滚压成型机的原理
滚压成型机是一种将金属材料进行塑性加工的设备。
其工作原理为利用设备上的一对滚轮将金属板材进行连续的弯曲和塑形,最终将其成型为所需的形状。
具体的工作过程如下:
1. 首先,待处理的金属板材被安装在滚压成型机的工作台上,并被夹紧以确保稳定。
2. 接下来,滚动装置被调整以适应所需的成品形状。
滚动装置通常由一对上下方向的滚轮组成,它们的外形和轮廓与所需的成品形状相匹配。
3. 当滚动装置调整完毕后,滚轮开始旋转,并以适当的速度对金属板材施加压力。
通常情况下,滚轮的轴向间距会逐渐减小,使得金属板材被弯曲和塑形。
4. 随着滚轮的旋转和金属板材的移动,金属板材逐渐被滚轮弯曲成所需的形状。
这个过程可以根据需要进行多轮滚动,直到达到所需的成型效果。
5. 最后,成型好的金属板材从滚压成型机上取出,并根据需要进行后续的加工、修整和抛光等处理。
滚压成型机的工作原理通过连续的滚轮压制和金属板材的移动,实现对金属板材的塑性变形,从而得到所需的成品形状。
它广泛应用于制造业中,特别是用于生产金属制品,如车辆、机械设备、家电等。
金属板材的滚压成型来源:中数休闲发表时间:2008-11-19 浏览次数:298【字体:大中小】1 板料滚压成型的功能及用途板料滚压成型通用于等断面制件的大批量生产。
由于使用多对辊轮的连续成型,可以滚制出许多壁薄、质轻、刚度大而且断面形状复杂的制件型材(如图1所示)。
加上顺序滚压过程中可以与冲洗、起状、卷筒、焊接等多种工艺装置连动,形成流水作业,故生产效率极高,成本低廉,是现代加工制品中广泛应用和大力推广的特种工艺加工方法。
如自行车钢圈的生产,自来水管的生产,塑料龙骨的生产,波汶板的生产以及国外广为应用的不锈钢窗框的生产。
2滚压成型的原理与设计要点滚压成型原理如图2所示,是由多对成型辊轮顺次对板料变形并向前送进的滚压成型。
成型在工艺上与弯曲工序极为相似,其设计要点主要有:2.1断面的展开长度和弯曲展开一样,要考虑中性层的移动。
2.2在弯曲半径很小时,要考虑到拉伸给截面宽度的增加。
2.3以轮廓外形所制定的轴线在各工步中保持一致。
2.4每对辊轮对型材壁的弯曲角度有所限制,否则将产生滚压不畅(卡壳)、制品不光滑,起皱现象。
弯曲数据如下:板材厚δ<1mm 弯曲角:30°~40°板材厚δ=1~2.5mm 弯曲角:30°~40°板材厚δ>1.5 mm 弯曲角:30°~40°塑性好的材料取上限,塑性差的材料取下限。
连续弯曲要考虑金属的加工硬化。
2.5起始变形时,竖壁弯曲和底部弯曲不能同时进行。
2.6最后一对成型辊轮形状应考虑弹性回跳数据。
在滚压成型中,目前理论尚不完整,以实践经验和类比推断为主,在金属板材变形机理上展开。
3.1制件花型展开图开始设计时,首先考虑断面形状。
以制件的弯曲过程逐渐展开,直至回复到平直板料的连续图形,就称之为花型展开图,如图3所示。
将展开过程的形状,叠放在同一张纸上的花型展开图进行分析研究、无论对形状简单还是复杂的断面都是十分有效的,进而可以从整体上考虑从一个辊轮孔型移至下一个辊轮孔型的时候,高度、宽度方向和弯曲加工有无不合理的地方。
滚压机原理滚压机是一种常见的工业设备,用于对材料进行滚动和压制。
它的原理基于力的传递和物质的变形。
本文将介绍滚压机的原理和工作过程。
一、滚压机的组成滚压机主要由两个滚轮、电机、传动装置和控制系统组成。
1.滚轮:滚压机通常由两个对称的滚轮构成。
滚轮的材质通常是硬质合金,表面经过特殊处理以提高摩擦力和耐磨性。
2.电机:电机是滚压机的动力源,它提供所需的旋转动力。
根据不同的应用需求,可以选择不同功率和转速的电机。
3.传动装置:传动装置将电机的转动力传递给滚轮,使其产生旋转运动。
传动装置通常由皮带、链条或齿轮组成。
4.控制系统:控制系统用于控制滚压机的启动、停止和工作状态。
可以使用电气、液压或气动系统来实现控制。
二、滚压机的工作原理滚压机的工作原理基于滚轮对材料的滚动和压制。
1.材料装载:将待加工的材料放置在滚压机的进料口位置。
材料的长度和直径应适合滚压机的工作能力。
2.启动滚压机:通过控制系统启动电机,传动装置开始工作,滚轮开始旋转。
3.材料传送:滚轮带动材料向前传送。
滚轮的摩擦力将材料夹紧,并逐渐将其推送到滚压机的作业区域。
4.滚压操作:在作业区域内,滚轮对材料进行滚动和压制。
滚动运动使材料被均匀地压制,增加其密度、强度或形状。
5.重复操作:当材料通过滚压机后,可根据需要重复进行滚压操作,以进一步改善材料的性质、形状或尺寸。
6.停止滚压机:完成滚压操作后,通过控制系统停止滚压机的工作。
材料可从滚压机的出料口处移除。
三、滚压机的应用领域滚压机广泛应用于多个工业领域。
1.金属制造:滚压机可用于金属材料的加工,如铝板、钢丝和管材的滚压。
2.塑料加工:滚压机可用于塑料制品的生产,如塑料管、膜和轮胎的滚压成型。
3.矿业和建筑:滚压机可用于矿石、砂石等材料的压制和球磨。
4.木材加工:滚压机可用于木材制品的加工,如木质地板和工艺品的表面处理。
总结:滚压机是一种常见的工业设备,其工作原理基于滚轮对材料的滚动和压制。
曲轴圆角滚压加工的方法和作用曲轴的强化,常用的有圆角滚压、喷丸、圆角淬火、氮化等,而圆角滚压工艺具有以下的优点:提升疲惫强度的幅度为30%-200%;加工成本低,可使用强度较低的材料;加工时间短(<3分钟/根);工艺简单;设备价格低。
该工艺已在国外广泛应用于汽车内燃机曲轴的制造,尤其在中小功率内燃机及轿车发动机曲轴上使用更加普遍。
典型切线滚压沉割圆角加工时滚轮与曲轴的位置关系,滚轮和曲轴分别绕自身轴线旋转并在圆角处对滚曲轴滚压显著提高曲轴疲劳强度的机理在于:①滚压后形成沿一定层深分布的残余压缩预应力,曲轴滚压强化本质上属于一种预应力强化手段,滚轮在滚压力的作用下,使金属表层产生塑性变形,并产生长久的残余压应力,这种残余压应力可以抵消部分在交变弯曲力矩作用下的拉应力和冲击力,部分或全部消除拉应力,使疲劳强度大幅度提高,一般认为残余压缩预应力是曲轴强度提高的主要原因;·②表层形貌的改变和表层材料的硬化,由于滚轮以较大的滚压力作用在曲轴圆角表面,使表面微观不平度减小,降低圆角粗糙度,减小金属表面的应力集中,使裂纹萌生时的疲劳寿命大大地增加,从而达到提高零件疲劳强度的目的。
另外,滚压后表面微观组织结构发生了变化,如组织硬化、位错密度提高等,从而提高了防疲劳裂纹扩展的能力,使其扩展速率下降。
特别是对于球铁曲轴,由于磨削后在轴颈表面形成铁素体毛刺,这些毛刺用其他加工方法很难完全消除,使轴瓦磨损加大。
而滚压时支撑轮辗过轴颈表面,将毛刺压入轴颈表面,有利于提高轴瓦的寿命,这是球墨铸铁曲轴尤其适合滚压强化的主要原因。
上述分析表明,曲轴滚压强化效果的改善需要从两个方面考虑,即合理控制滚压载荷以获得数值大小适中、分布合理的滚压残余压应力;合理设计并选择滚压运动及结构参数以改善被滚压表面的形貌、消除微观裂纹。
2怎样更好的运用曲轴连杆轴机体、曲轴连杆机构是发动机的主要部分,是发动机产生动力和输出动力的机构,可使活塞的直线往复运动转变为旋转运动。
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。