一、滾壓

1、什么是滾壓

滾壓加工是一種不去除材料的加工，通過一定形式的滾壓工具向工件表面施加一定壓力。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(jié)構(gòu)、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。


我們經(jīng)常看到鋪設(shè)道路時，軋路機將凹凸不平的馬路壓得很平整。滾壓加工原理也是如此，用滾柱滾壓金屬表面，將表面凸起部分碾平,而使凹陷部分隆起，加工成平滑如鏡的表面。被滾壓加工的工件不僅表面粗糙度瞬間就可以達到Ry0.1-0.8μm，而且加工面硬化后其耐磨性得到提高的同時疲勞強度也增加了0.3等具有切削加工中無法得到的優(yōu)點。

2、滾壓工具

3、滾壓工藝局限性

首先，滾壓需要一定的壓力才能對工件產(chǎn)生加工強化和鏡面加工的功能，這個壓力大約在1000~3000N，對機床的剛性和精度是有不利影響的；滾壓加工并不適合薄壁件、細長軸等剛性低的零部件加工；對于材質(zhì)偏軟的工件，滾壓加工也存在不足；滾壓加工中的壓力大小、進給量、滾壓速度等參數(shù)都會影響加工效果，掌握不好容易產(chǎn)生廢品；滾壓容易在表面產(chǎn)生冷作硬化層，這個脆硬層會在后期使用過程中產(chǎn)生剝落現(xiàn)象；滾壓加工一般不可重復(fù)加工；

內(nèi)孔滾壓

二、超聲滾壓

1、什么是超聲滾壓

它是在常規(guī)滾壓裝置的基礎(chǔ)上附加了一個振動源, 使被滾壓零件表層材料在受到靜壓力作用的同時, 還受到?jīng)_擊源引起的動壓力作用。振動滾壓使材料的表面變形更容易, 滾壓硬化層更深, 殘余壓應(yīng)力更大, 并能獲得更好的表面質(zhì)量。

在機床系統(tǒng)的輔助下，可調(diào)節(jié)零件加工時的轉(zhuǎn)速及刀具頭的進給速度，通過刀具頭在被加工件材料的表面上加載一定的預(yù)設(shè)靜壓力和超聲沖擊力，借助兩種力結(jié)合后產(chǎn)生的作用力促使零件材料的表面發(fā)生彈塑性形變，進而實現(xiàn)對金屬材料表面的機械納米化加工處理。

通過加工工作頭沿工件表面法線方向施加一定幅度的超聲頻機械振動，在一定進給條件下，工作頭將靜壓力和超聲沖擊振動傳遞到旋轉(zhuǎn)的機械零部件表面，產(chǎn)生沖擠作用而使金屬材料產(chǎn)生大幅度彈塑性變形。加工后，工件表面產(chǎn)生一定的彈性恢復(fù)，所產(chǎn)生的塑性流動將工件表面上的“谷”被“峰”填滿，從而大大降低表面粗糙度Ra 至納米水平，并提高其表面的綜合性能指標(biāo)。

與此同時，在超聲波沖擊和靜壓力滾壓聯(lián)合作用下，金屬工件表面所產(chǎn)生劇烈而均勻的塑性變形必然導(dǎo)致工件一定深度表層的原始狀態(tài)晶粒被嚴(yán)重地打碎細化。往復(fù)加工可以使零件表面均勻受力，同時加大變形量及變形深度，達到進一步細化和均化晶粒的目的，從而獲得納米結(jié)構(gòu)層。由于工件表面被均勻壓縮，伴隨著產(chǎn)生了殘余壓縮應(yīng)力，這對提高機械零部件的抗疲憊和磨損性能非常有利。

超聲波滾壓加工是電子技術(shù)與機械技術(shù)結(jié)合，屬無切削加工光整范疇，是電子技術(shù)與傳統(tǒng)滾壓工藝的結(jié)合。由超聲滾壓刀具和控制柜兩部分組成，也是需要安裝到機床上使用的。

三、兩者的對比

超聲滾壓由于混合了超聲振動，所以不需要對工件施加很大的工作壓力，對機床的精度沒有損傷；超聲滾壓的影響層深更甚于傳統(tǒng)滾壓，且材料力學(xué)性能的改善是遞進的不會產(chǎn)生表層的起皮剝落鮮現(xiàn)象，可以重復(fù)加工；對一些剛性較差的細長軸薄壁件較軟的材料也可以采用這種方法實現(xiàn)鏡面加工和加工強化。