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表面滚压加工技术促零部件加工低本高效
来源: 作者:钨马 供稿 浏览次数:0
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  随着生产和科学技术的发展,机械加工行业对于工业产品的生产效率、制造精度、表面质量、安全可靠性,产品使用性能及使用寿命等多方面提出了更高更多的要求。竞争日益激烈下,选择最佳的加工工艺来降低成本提高效率成为了生产厂家们需要面对的最重要的课题。
  表面滚压加工技术的应用由来已久, 技术的发展促使其应用领域和范围也在不断的扩大。表面滚压加工是一种压力加工方法,主要用于改善零件的表面质量,获得更低的表面粗糙度及提高零件的表面硬度和疲劳强度,从而提高零件的可靠性及使用性能和寿命。相比于传统的表面处理及精加工方法, 它能够大幅提高生产效率,降低生产成本,更好地改善产品性能与质量,是一种经过长时间生产实践检验的优秀加工技术。
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图1
 
  表面滚压加工是在常温状态下,利用金属在压力下产生塑性变形的特性,通过滚压工具对零件表面施加足够的压力,迫使零件表层的金属产生塑性变形,从表面粗糙度的波峰处流向波谷处,波峰填平波谷(见图1)。最终获得理想的表面粗糙度及表层金属力学物理性能(表面显微硬度,金相组织及残余应力)
  基于不同的目的和要求,表面滚压加工大致可以分为滚光和深滚压两种应用。
  滚光侧重于表面光整加工,主要用于降低零件的表面粗糙度,同时也可以提高表面硬度;在零件表面形状结构相对简单以及对尺寸精度要求不是特别严格的情况下,滚光几乎可以完全替代传统的表面光整加工方法,例如精车、精磨、珩磨、抛光、研磨等等。刀具的磨耗非常的小,可以长时间不用调整刀具,具有极高的生产效率和很低的生产成本。
  深滚压则侧重于表面强化加工,主要用于强化零件, 提高疲劳强度,同时也具有滚光的完全效果。能够获得很好的表面粗糙度并且保留残余压缩应力,对零件的表面产生冷作硬化。从而大幅提高零件的使用寿命及负载能力。在零件表面形状结构相对简单的情况下,深滚压几乎可以替代传统的表面强化工艺,例如喷丸,表面淬火,镀铬,渗碳,渗氮等。由于零件可以在车床或铣床上一次安装完成加工, 可以大幅缩短零件的生产周期,节省大量的设备投资及零件转工序的物流成本。同时可以降低表面粗糙度3-5 级,提高表面硬度10%-40%,残余压应力深度深,零件表层疲劳强度可以提高30%-50%。
  目前表面滚压加工技术主要应用在汽车零部件、工程机械零部件、石油套管螺纹、航空零部件,汽轮机叶片及其他要求很低表面粗糙度或需要强化的零件上。
  德国ECOROLL 公司专注于表面滚压加工技术多年,积累了丰富的加工经验及产品设计。能提供大量的解决方案应用于滚光,深滚压以及刮削滚光管套加工。
  如图2 所示:
  加工部位: 汽车伞形齿轮园弧面
  材料: 16CD4
  抗拉强度: 1000 N/mm2
  加工要求: 粗糙度 Rz < 2
  (Ra<0.4)
  滚压速度: 150 m/min
  进给: 0,1 mm/rev
  压力: 100 bar
  加工时间: 4 sec
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  加工效果:
  1. 一次安装完成所有加工
  2. 滚压加工的表面更好
  3. 加工更稳定可靠
  如图3 所示:
  加工部位: 连杆大小孔
  材料: 铸钢或轴承钢
  抗拉强度: 1100 N/mm2
  加工要求: 粗糙度 Rz 1(Ra0.16)
  滚压速度: 75 m/min
  进给: 0,15 mm/rev
  加工时间: 4 sec
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  加工效果:
  1. 可靠的工艺
  2. 非常好的表面质量
  3. 极短的加工时间
  如图4 所示:
  加工工件: 挤出机筒体相交孔
  抗拉强度: 1100 N/mm2
  加工要求: 表面粗糙度 Rz 3(Ra0.6)
  滚压速度: 100 m/min
  进给: 2 mm/rev
  加工时间: 取决于工件长度
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  滚压效果:
  1. 替代高成本的抛光工艺
  2. 在精镗后直接滚光
  3. 加工时间极短
  综合来说,表面滚压技术是一种低成本高效率的加工技术, 对于生产厂家提高工件表面粗糙度,提高工件疲劳寿命,提高工件负载能力及工件轻型化设计等多方面的需求都能提供很好的工艺参考和解决方案。
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