什么是滚压加工

    用一套滚柱滚压金属表面使之产生塑性变形，从而完成镜面精加工的滚压工具。镜面加工工具可以完成各种复杂形状的表面精加工，例如孔内面、外圆面、锥面、R面以及球面等。

    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。

   滚压加工的原理

    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。

    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。

   滚压加工的条件

    1．加工前的表面

    由于滚压加工是利用滚柱碾压的加工方法，所以加工后的表面粗糙度受凸起部分的高度及形状，即加工前状态的影响。如果加工前状态比较粗糙(凸起部分很高而凹陷部分又很深)，滚压后则不能将凸起部分完全添埋凹陷部分，加工后表面则粗糙。

    另外加工后的表面效果还受凸起部分形状的影响。由车床或镗床点切削所得到的规则的凹凸形状，且高度在碾压的范围内时，就可得到最理想的表面。

    一般前加工的表面状况越好，加工后的表面也越好，同时滚压头的磨耗也越少。前加工有可能要增加一道工序，这就要综合地考虑。

    2．加工前的尺寸

    由于滚压加工是利用滚柱碾压的加工方法，所以加工前后工件的直径将发生变化(内径将扩大，外径将减小)。
    为了能加工到目标尺寸公差范围内，前加工的尺寸应考虑这个变化量。

    直径的变化量与工件的材质、硬度、滚压量有关，所以最初先进行2~3次试加工后用最佳的参数进行量产。

    3．驱动机

    只要是可旋转且可进给的任何机床都可以使用，不需特殊的设备。另外作为标准型滚压头有摩氏锥柄及直柄两种选配。滚压加工与切削加工不同，不需大扭矩，小功率机床也可以。可安装在普通的钻床，车床，加工中心，镗床，钻孔器等设备上进行加工。

    4．润滑于清洗

    滚压加工时请使用低粘度的工作液。滚压加工过程中，当滚柱滚压金属表面时会产生很细微的金属粉尘，金属粉尘不仅会影响加工面的质量，而且会加速滚压头的损耗，所以有必要大量注入干净的工作液清除粉尘。高粘度的工作液虽然润滑性好，可是清洗性能差，不适合滚压加工用。

    5．加工部位的壁厚

    薄壁或部分薄壁时，加工后会发生变形或降低圆度。

    通常用以下的几种方法解决这个问题。

    a.减少滚压量。

    b利用夹具支撑外周。

    c在加工为薄壁以前实施滚压加工。

   滚压加工后的效果

    1．提高疲劳强度

    图1对车削加工和滚压加工后的SUS304的残留应力分布进行了比较。可得知滚压加工后工件的残留压缩应力在深度为0.08~0.10mm 处最大。

    2．提供滑动零部件的寿命

    油压，气压缸的密封材料中,有像O形圈及衬垫等的树脂、橡胶制的密封材料也有金属制的密封材料。
    密封材与缸体的金属进行滑动时，密封材与金属间应具有良好的顺应性及密封性的同时要求其具有低磨耗性。由切削及珩磨加工后的断面曲线的凸起部分呈尖顶壮，这个凸起部分就很容易被磨损。

    与此相比滚压加工是将凸起部分碾压成光滑的平面，与密封材的接触流畅，明显降低了棒状滑动时的磨耗。

    3．保护环境

    为了减少滑动轴的磨擦，表面粗糙度应该加工到Ry3.2μm以下。
滑动轴的材料大部分为铸铁或有色金属，进行滚压加工不仅可以轻易地得到良好的表面，而且不像切削及珩磨加工会产生切屑废弃物，即可提高生产率，又保护了环境。

    4．消除早期磨损

    金属之间过盈配合的零部件，轴、套筒或轴承档等，不但对表面粗糙度有很高的要求而且对尺寸精度要求也很严格。切削加工的零部件在使用过程中，由于振动及负重的作用下表面产生塑性变形后就会发生松动。

    而滚压加工的零部件表面的凹凸被碾平后，因为材料的屈服点上升了，所以长期使用也不会发生松动，可维持较高的稳定性。

    5．提高密封度

    使用在水，油，煤气及气体的阀门大部分为锥形。为了防止泄漏，锥面需保持严格的形状精度及表面粗糙度。

    滚压加工的表面其粗糙度及耐磨耗性得到了改善，而且提高了疲劳强度，因此密封面的耐久性与密封性也得到了大幅度提高。

   滚压加工注意事项

    1.滚轮的制造精度。滚轮制造精度愈高，滚压后工件的质量愈好。滚轮表面粗糙度值一般要求在Ra＝0.4μm以下。此外，还应使它们与其零件达到较高的配合精度。

    2.工件表面原始粗糙度。工件表面原始粗糙度愈低，滚压后的表面质量也愈好。预加工后工件若用滚轮式滚压工具进行滚压，工件表面粗糙度值应在Ra＝12.5μm以下。

    3.滚压参数的选择

    （1）压入深度。压入深度过小，滚压后工件的表面粗糙度值高；压入深度过大，容易使工件表面产生黏附、脱皮现象。压入深度由滚轮进给时的压力控制。压力愈大，压入深度也愈大，两者大小均取决于工件直径尺寸、工件材料和滚压前工件表面粗糙度等因素。较合理的数值可根据具体情况，由试验比较确定此轴管的压入深度选用0.01～0.015mm。

    （2）进给量。进给量过大，工件表面粗糙度值高，进给量过小，工件表面因重复滚压容易产生疲劳裂纹也会降低滚压质量。

    （3）滚压速度。滚压速度在保证机床、滚压工具正常使用情况下，宜采用较高的滚压速度，以利于提高滚压质量和生产率。采用滚压速度为80～150m/min。

    （4）滚压前工件的清洁度!滚压前要清除零件上的油脂，杂物和腐蚀痕迹等，以免影响滚压后的质量。