滾壓工具

滾壓工具 Rolls the tool 也叫滾壓刀、鏡面滾壓頭、滾擠刀、擠光刀、滾光頭等，因為地域與語言習慣關係，北方工廠內師父們習慣稱為——滾壓頭，理解為一頭往裡鑽；南方工廠內師父們習慣稱為——滾壓刀，理解其是機械加工刀具的一種。根據加工原理統稱為滾壓工具，都是利用機械擠壓的原理，獲得光潔如鏡的金屬表面的一種機械加工方法。

產生背景

滾壓工具技術最早是由錦州市僑在線上械廠（現名：錦州市精一新技術開發有限公司）的華僑——孫東輝先生，率先將這項國外的先進技術引入中國。經過不懈努力，終於在1991年研發成功鏡面滾光機，並取得中國專利證書（專利號:91200173.9）。1994年研發成功超精內徑滾軋頭，取得了中國專利證書（ZL94230112.9）。從此，填補了中國在超精機械加工工藝方面的空白。

簡介

滾壓工具Rolls the tool

也叫滾壓刀、鏡面滾壓頭、滾擠刀、擠光刀、滾光頭等，因為地域與語言習慣關係，北方工廠內師父們習慣稱為——滾壓頭，理解為一頭往裡鑽；南方工廠內師父們習慣稱為——滾壓刀，理解其是機械加工刀具的一種。根據加工原理統稱為滾壓工具，都是利用機械擠壓的原理，獲得光潔如鏡的金屬表面的一種機械加工方法。　滾壓加工原理

滾壓加工是一種無切屑加工，在常溫下利用金屬的塑性變形，使工件表面的微觀不平度輾平從而達到改變表層結構、機械特性、形狀和尺寸的目的。因此這種方法可同時達到光整加工及強化兩種目的，是磨削無法做到的。　因為無論用何種機械去除材料的加工方法加工，在零件表面總會留下微細的凸凹不平的刀痕，出現交錯起伏的峰谷現象，這就是粗糙度的物理特徵。

滾壓是一種壓力光整加工，是金屬在常溫狀態的冷塑性特點，利用滾壓頭對工件表面施加一定的壓力，使工件表層金屬產生塑性流動，填入到原始殘留的低凹波谷中，而達到工件表面粗糙值降低。由於被滾壓的表層金屬塑性變形，使表層組織冷硬化和晶粒變細，形成緻密的纖維狀，並形成殘餘應力層，硬度和強度提高，從而改善了工件表面的耐磨性、耐蝕性和配合性。滾壓是一種無切削的塑性加工方法。

滾壓工具施工原理

它是一種壓力光整加工，是利用金屬在常溫狀態的冷塑性特點，利用滾壓刀具對工件表面施加一定的壓力，使工件表層金屬產生塑性流動，填入到原始殘留的低凹波谷中，而達到工件表面粗糙值降低。由於被滾壓的表層金屬塑性變形，使表層組織冷硬化和晶粒變細，形成緻密的纖維狀，並形成殘餘應力層，硬度和強度提高，從而改善了工件表面的耐磨性、耐蝕性和配合性。

滾壓工具加工

1.加工前表面

由於滾壓加工是利用滾柱碾壓的加工方法，所以加工後的表面粗糙度受凸起部分的高度及形狀（即加工前狀態）的影響。

如果加工前表面狀態粗糙（凸起部分高，凹陷部分深），則不能將凸起部分完全添埋凹陷部分，造成加工表面粗糙。

另外，凸起部分的形狀也影響加工後的表面。由車床或鏜床單點切削得到的規則的凹凸形狀，且為容易碾壓的高度時，可得到最理想的表面。一般加工前的表面狀況越好，加工後的表面狀況越好，同時滾壓頭的磨耗也少。如果需要，可增加一道工序。

2.加工前尺寸

由於滾壓加工是利用滾柱碾壓的加工方法，所以加工前後工件的直徑將發生變化（內徑將擴大，外徑將減小）。為了能加工到尺寸公差範圍內，應考慮這個變化量決定前工序的尺寸。直徑的變化量與工件的材質、硬度、滾壓量有關，所以最初進行2～3次試加工後決定其尺寸。

3.驅動機械

滾壓頭標準型號有莫爾斯錐形裝卡部及平行裝卡部。滾壓加工與切削加工不同，不需大扭矩，小功率工具機也可以使用，可安裝在鑽床、車床、六角車床、鏜床，鑽孔器等設備上進行加工，勿需特殊設備。?

4.潤滑和清洗

由於滾壓加工是利用滾柱碾壓進行加工，將產生細微粉塵。粉塵不僅影響表面質量，而且加速滾壓頭的損耗，所以有必要大量注入切削液以清除粉塵。滾壓加工時應使用粘度低的切削液。粘度高的切削液雖然潤滑性好，可是清洗性能差，不適於滾壓加工。本公司備有滾壓加工專用的滾壓潤滑油，只要在低粘度切削液中摻入5%的滾壓潤滑油，即可發揮其傑出性能。

5.加工部分的壁厚

滾壓加工是用滾柱滾壓加工部分的表面，使其緻密化。所以，為了能夠承受加工壓力，待加工部分應有充分的壁厚（內徑的20%）。壁厚太薄或部分薄時，加工後將發生起伏或真圓度下降。

通常按以下方法解決這個問題：①減少滾壓量；②利用夾具支撐外周；③在削薄壁厚以前實施滾壓加工。

6.加工部分的硬度

滾壓頭可加工的工件硬度上限值為40HRC，但是也特製加工高硬度工件(硬度上限值為55HRC)用的滾壓頭。滾壓加工高硬度工件時，加工部分由於承受壓力大，工具壽命縮短。所以為得到所需精度的加工面，主要措施是減少滾壓量。

7.轉速和進給量

向右旋轉滾壓頭進行滾壓加工；也可固定滾壓頭，工件旋轉也可得到同樣結果。轉速與進給速度根據加工直徑不同而不同。

8.無法進行滾壓加工的部分

用滾壓頭對盲孔及台階軸進行滾壓加工時，存在以下無法加工的部分：①滾柱前端圓弧部分；②滾柱前端到支架前端的距離；③支架前端到加工部分端面的縫隙；為了使無法進行滾壓加工的部分最小，在定好工具直徑後，將磨掉滾柱前端的心軸或使頭的突出量與滾柱前端保持同一位置。

優點

滾壓無切削加工技術安全、方便，能精確控制精度，幾大優點：

1、提高表面粗糙度，粗糙度基本能達到Ra≤0.08µm左右。

2、修正圓度，橢圓度可≤0.01mm。

3、提高表面硬度，使受力變形消除，硬度提高HV≥40°

4、加工後有殘餘應力層,提高疲勞強度提高30%。

5、提高配合質量，減少磨損，延長零件使用壽命，但零件的加工費用反而降低。

□ 套用優勢

高效——幾秒就可將表面加工至需要的表面精度，效率是磨削的5-20倍、車削的10-50倍以上。

優質——一次進給實現Ra0.05-0.1um的鏡面精度；並使表面得到擠壓硬化，耐磨性、疲勞強度提高；消除了表面受力塑性變形，尺寸精度能相對長期保持穩定。

經濟——無需大型設備的資金、占地、耗電、廢渣處理等投入；無需專業的技工投入。

方便——可裝夾在任何旋轉與進給設備上，無需專業培訓就可加工出鏡面精度。

環保——沒有切屑（保護環境）、低能耗。

安全——無切削滾壓刀具沒有刀刃。

滾壓刀柄部形式

有直柄、莫氏錐柄（如圖）

、螺紋柄、BT柄、十字柄等，柄部的不同只是為了適應加工的工具機使用，如：鑽床、銑床、車床、鏜床、加工中心、攻鑽專機（如圖）等。

精恆滾壓刀柄部圖

而滾壓刀的內部結構沒有其它變化，為適應加工工件的不同，有不同的尺寸要求，滾壓刀基本是根據工件的需要定製，要擴大滾壓刀具的加工範圍，就必須考慮工件的尺寸範圍，並確定滾壓刀的加工與調節範圍，以擴大使用範圍，從而降低刀具的採購成本。

精恆滾壓刀套用

滾壓加工過度

很多因素都會引起滾壓加工的效果，這個滾壓刀的壓力選擇是否正確，對滾壓後表面粗糙度、尺寸、精度都有影響。一般情況下，滾壓頭的力增加，加工工件的表面粗糙度提高。但是滾壓頭加工時，力增加到一定程度，加工表面粗糙度不再提高。如繼續增加，滾壓工件的表面就會開始惡化，甚至出現裂紋。所以滾壓過度加工也會對工件造成損壞。

滾壓加工過度