CN105171333A - 一种滚压光整加工刀具及其滚压工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种滚压光整加工刀具及其滚压工艺。滚压光整加工刀具包括刀杆、标盖、压盖、螺栓、心轴、滚轮、刀体、挡套、轴承、后盖和螺钉，刀杆与刀体固接为一体，刀体内孔里设有挡套和轴承，轴承内孔里设有心轴，后盖通过螺钉与刀体右端面固接并给轴承定位，心轴左端依次设有压盖和滚轮及标盖，压盖由螺栓与心轴固接锁紧定位，标盖和压盖的外径端面斜角为13°，滚轮的材质是硬质合金，刀杆横断面为四边形，左右两面为平面，上下两面皆为1°的锥面。其滚压工艺包括确定滚碾压角等七个工艺参数和八条使用方法。其有益效果是：具有滚辗压和滚研压双重效果，能迅速光整零件表面，滚压速度高，无需润滑冷却，台阶轴类零件能滚到根部，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及到一种滚压光整加工刀具及其滚压工艺，属机械加工刀具技术领域。
背景技术
采用滚压方法对机械零件表面进行光整加工，可以显著提高零件表面的加工质量，目前滚压加工刀具及工艺有两类，一类是滚珠式滚压刀具，其缺陷是只有纯滚动辗压效应，工件需经多次滚压后才能获得理想效果，且工件直径与滚珠直径比值大，滚压速度无法提高，并需加油润滑冷却，对台阶轴类零件不能滚压到根部；另一类是滚柱式滚压刀具，其缺陷是具有纯滚研压效应，而滚辗压效果差，也需多次滚压，且对工件原始粗糙度要求较高，工件转速提不高，工件的台肩根部滚不到。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的就是提供一种滚压光整加工刀具及其滚压工艺。
本发明的技术方案是：一种滚压光整加工刀具，包括刀杆、标盖、压盖、螺栓、心轴、滚轮、刀体、挡套、轴承、后盖和螺钉，
其中，所述刀杆与刀体固接为一体，刀体内孔里设有挡套和轴承，轴承内孔里设有心轴，后盖通过螺钉与刀体右端面固接并给轴承定位，心轴左端依次设有压盖和滚轮及标盖，压盖通过螺栓与心轴固接锁紧定位。
进一步，所述标盖和压盖的外径端面斜角为13°。
进一步，所述滚轮的材质是硬质合金。
进一步，所述刀杆横断面为四边形，且左右两面为平面，上下两面皆为1°的锥面。
本发明的另一目的是提供上述滚压光整加工刀具的滚压工艺，具体包括以下步骤：
步骤1.根据待处理的工件确定滚压工艺参数；
步骤2.根据步骤1确定的工艺参数，将确定直径的滚轮(6)安装在刀具上；
步骤3.滚压:
a)、安装本刀具时，刀具中心低于待处理工件中心2～5mm；
b)、调整滚轮(6)滚压安装斜角α安；
c)、设定给尽量s、压入量t和滚压速度V，并保持工件表面的清洁；
d)、滚压时，先将滚轮(6)工作面置于工件近端2mm的外圆上，滚轮(6)与工件轻微接触，然后开车，按照确定压紧力P施加压紧力后再进行滚压加工；
e)、工件先经滚压后再倒角，以消除端面不平，滚压完成，
进一步，所述步骤1的确定工艺参数的具体步骤如下：
a)、根据工件的材料确定滚碾压角γ：当滚压低碳钢和有色金属时，滚碾压角取γ＝10°；滚压中碳钢时，取γ＝14°；滚压高碳钢时，为防止金属晶粒引起碎晶，取γ＝12°；
b)、确定滚轮端面倾角λ：，利用刀杆(1)上下两面皆为1°的锥面即可获得，λ＝1°；
c)、滚压安装斜角α安的确定：当滚轮工作面与工件表面接触时，取其接触交角α安＝0.5°±5′；
d)、滚压速度v的选择：当工件的长径比不超过10时，取v＝100～200m/min；当工件的长径比大于10时，取v＜100m/min；
e)、进给量s和压入量t的选择：进给量s直接影响工件的表面粗糙度和加工效率，而压入量t由工件预加工粗糙度来决定，s＝0.1～0.2mm/r；取压入量t＝0.01～0.025mm；
f)、压紧力p的确定：压紧力p是滚压加工的一个重要工艺参数，它影响工件的表面粗糙度、冷硬深度、残余应力和加工效率，经实际测定，选择压紧力p＝50～500㎏；
g)、滚轮直径D的选择：
选择滚轮直径D列于下表：
本发明的有益效果是：具有滚辗压和滚研压双重效果，能迅速光整零件表面，滚压速度高，无需润滑冷却，台阶轴类零件能滚到根部，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明滚压光整加工刀具结构示意图。
图2为本发明滚压光整加工刀具的刀杆横截面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明，如附图1、附图2所示，一种滚压光整加工刀具，包括刀杆1、标盖2、压盖3、螺栓4、心轴5、滚轮6、刀体7、挡套8、轴承9、后盖10和螺钉11，刀杆1与刀体7固接为一体，刀体7的内孔里设有挡套8和轴承9，轴承9的内孔里设有心轴5，后盖10通过螺钉11与刀体7右端面固接并给轴承9定位，心轴5的左端依次设有压盖3和滚轮6及标盖2，压盖3通过螺栓4与心轴5固接锁紧定位。
所述一种滚压光整加工刀具的标盖2和压盖3的外径端面斜角为13°。
所述一种滚压光整加工刀具的滚轮6的材质是硬质合金。
所述一种滚压光整加工刀具的刀杆1横断面为四边形，且左右两面为平面，上下两面皆为1°的锥面。
所述一种滚压光整加工刀具的滚压工艺，具体包括以下步骤：
步骤1：确定工艺参数：
a)、滚碾压角γ的选择：滚压低碳钢和有色金属时，滚碾压角取γ＝10°；滚压中碳钢时，取γ＝14°；滚压高碳钢时，为防止金属晶粒引起碎晶，可取γ＝12°；
b)、滚轮端面倾角λ的选择：当λ＝0时，滚轮对工件的滚压是一个纯滚动，不产生研压效应，当λ≠0时，滚轮与工件是相对滚动，会产生摩擦研压及瞬时高热，从而导致金属表面的暂时软化，在滚研压之下，工件表面得到充分研光，结合滚压速度等因素考虑，取λ＝1°，利用刀杆上下两面皆为1°的锥面即可获得；
c)、滚压安装斜角α安的确定：当滚轮工作面与工件表面接触时，取其接触交角α安＝0.5°±5′；
d)、滚压速度v的选择：当工件的长径比不超过10时，取v＝100～200m/min；当工件的长径比大于10时，取v＜100m/min；
e)、进给量s和压入量t的选择：进给量s直接影响工件的表面粗糙度和加工效率，而压入量t由工件预加工粗糙度来决定，综合考虑，选用s＝0.1～0.2mm/r；取压入量t＝0.01～0.025mm；
f)、压紧力p的确定：压紧力p是滚压加工的一个重要工艺参数，它影响工件的表面粗糙度、冷硬深度、残余应力和加工效率，经实际测定，选择压紧力p＝50～500㎏；
g)、滚轮直径D的选择：选择滚轮直径D列于下表：
步骤2：使用方法：
a)、安装本刀具时，刀具中心低于工件中心2～5mm；
b)、调整好滚压安装斜角α安后，对压入量t的具体数值进行测定，以掌握滚压后工件的精确尺寸；
c)、根据测定出的压入量t，留出滚压余量，并保持工件表面的清洁；
d)、滚压时，先将滚轮工作面置于工件近端2mm的外圆上，与工件轻微接触，然后开车，在施加压紧力后再进行滚压加工；
e)、工件先经滚压后再倒角，以消除端面不平，滚压完成。
实施例：
步骤1.根据待处理的工件确定滚压工艺参数，
a)、工件为高碳钢，滚压时，为防止金属晶粒引起碎晶，取γ＝12°；
b)、确定滚轮端面倾角λ：利用刀杆1上下两面皆为1°的锥面即可获得，λ＝1°；
c)、滚压安装斜角α安的确定：当滚轮工作面与工件表面接触时，取其接触交角α安＝0.5°±5′；
d)、滚压速度v的选择：当工件的长径比为8，取v＝100～200m/min；
e)、进给量s和压入量t的选择：进给量s＝0.1mm/r；压入量t＝0.01；
f)、压紧力p的确定：压紧力p＝100㎏；
g)、滚轮直径D的选择：工件的直径100，滚轮直径选择80mm；
步骤2.根据步骤1确定的工艺参数，将确定直径的滚轮(6)安装在刀具上；
步骤3.滚压:
a)、安装本刀具时，刀具中心低于待处理工件中心2～5mm；
b)、调整滚轮(6)滚压安装斜角α安；
c)、设定给尽量s、压入量t和滚压速度V，并保持工件表面的清洁；
d)、滚压时，先将滚轮(6)工作面置于工件近端2mm的外圆上，滚轮(6)与工件轻微接触，然后开车，按照确定压紧力P施加压紧力后再进行滚压加工；
e)、工件先经滚压后再倒角，以消除端面不平；
f)、工件滚压后，如果尺寸还大于公差规定范围时，切莫再次滚压，因经滚压后的工件表面再也压不下去了，可用其他办法如锉刀、砂布修整后，再以轻的压力进行压光；
g)、滚压时，应及时擦清并保护好滚轮，切勿碰撞，以防滚轮工作面有微小缺陷；
h)、要注意机床和活顶尖的精度和良好的工件装夹，并注意工件和机床有无振动。
Claims (6)
1.一种滚压光整加工刀具，包括刀杆（1）、标盖（2）、压盖（3）、螺栓（4）、心轴（5）、滚轮（6）、刀体（7）、挡套（8）、轴承（9）、后盖（10）和螺钉（11），其特征在于：刀杆（1）与刀体（7）固接为一体，刀体（7）内孔里设有挡套（8）和轴承（9），轴承（9）内孔里设有心轴（5），后盖（10）通过螺钉（11）与刀体（7）右端面固接并给轴承（9）定位，心轴（5）左端依次设有压盖（3）和滚轮（6）及标盖（2），压盖（3）通过螺栓（4）与心轴（5）固接锁紧定位。
2.一种如权利要求1所述滚压光整加工刀具，其特征在于：所述标盖（2）和压盖（3）的外径端面的外径端面斜角为13°。
3.一种如权利要求1所述滚压光整加工刀具，其特征在于：所述滚轮（6）的材质是硬质合金。
4.一种如权利要求1所述滚压光整加工刀具，其特征在于：所述刀杆（1）横断面为四边形，且左右两面为平面，上下两面皆为1°的锥面。
5.一种如权利要求1所述滚压光整加工刀具的滚压工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤1.根据待处理的工件确定滚压工艺参数；
步骤2.根据步骤1确定的工艺参数，将确定直径的滚轮（6）安装在刀具上；
步骤3.滚压:
a）、安装本刀具时，刀具中心低于待处理工件中心2～5mm；
b）、调整滚轮（6）滚压安装斜角α安；
c）、设定给进量s、压入量t和滚压速度V，并保持工件表面的清洁；
d）、滚压时，先将滚轮（6）工作面置于工件近端2mm的外圆上，滚轮（6）与工件轻微接触，然后开车，按照确定压紧力P施加压紧力后再进行滚压加工；
e）、工件先经滚压后再倒角，以消除端面不平，滚压完成。
6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述步骤1的确定工艺参数的具体步骤如下：
a）、根据工件的材料确定滚碾压角γ：当滚压低碳钢和有色金属时，滚碾压角取γ=10°；滚压中碳钢时，取γ=14°；滚压高碳钢时，为防止金属晶粒引起碎晶，取γ=12°；
b）、确定滚轮端面倾角λ：利用刀杆（1）上下两面皆为1°的锥面即可获得，λ=1°；
c）、滚压安装斜角α安的确定：当滚轮工作面与工件表面接触时，取其接触交角α安=0.5°±5′；
d）、滚压速度v的选择：当工件的长径比不超过10时，取v=100～200m/min；当工件的长径比大于10时，取v＜100m/min；
e）、进给量s和压入量t的选择：进给量s=0.1～0.2mm/r；压入量t=0.01～0.025mm；
f）、压紧力p的确定：压紧力p是滚压加工的一个重要工艺参数，压紧力p=50～500㎏；
g）、滚轮直径D的选择：
当工件直径为：112～157mm、202～247或292～337mm时，滚轮直径选择90mm；
当工件直径为：100～111mm、180～201或260～291mm时，滚轮直径选择80mm；
当工件直径为：87～99mm、158～179或248～259mm时，滚轮直径选择70mm；
当工件直径为：75～86mm时，滚轮直径选择60mm；
当工件直径为：62～74mm时，滚轮直径选择50mm；
当工件直径为：45～61mm时，滚轮直径选择36mm。
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