油缸内孔的滚压加工

GXF360 2019-11-03

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液压缸是机床中的主要零件之一，而且是关键零件，缸体内孔的精度要求较高，表面粗糙度值Ra=0.4μm，孔径大小及孔深尺寸规格很多，因此缸体内孔精加工是工艺中的关键工序。目前国内外缸体内孔精加工的方法不一，有许多种方式，如研磨、珩磨、磨削和滚压等，通过对各种不同加工方法的分析、比较，并结合我公司的设备条件及生产实际情况，我们采用了滚压加工方法。

“林畲乡旅游业发展条件逐步成熟，但全乡仅有20多个普通标准民宿床位，无法满足与日俱增的游客住宿需求，更无法留住游客，极大限制了旅游产业的发展。”林燕玲举例说，三明学院“医康养”项目缺乏适合的居住环境，市研学示范基地建设也缺乏有力支撑，到林畲开展红色教育和农事体验的游客苦于没有合适的住宿环境，大多流向明溪县城区，当地迫切需要发展民宿来解决游客住宿问题。

图 1

图 2

加工条件

孔径φ/mm 140以下 200 360～500转速/（r/min） 190～230 180 93～180进给量/（mm/r） 0.10 0.15 0.20

1. 我们采用的具体方法

滚压加工属于无切削压力加工方法，滚压是把一定的力施加在工作元件上，这个工作元件同待加工零件表面接触，被加工表面和工作元件处于相对运动中（工件旋转，滚压元件径向压入后，轴向进给）。

(2)研究区域土壤重金属Cd、Pb、Cu、Zn和Ni均已残渣态为主要存在形态，除Cu元素外，其余4种元素的3种活性组分之和比例均较高，尤其是Cd元素，其有效态略高于稳定态，生物活性最强，生物有效性大小顺序为Cd>Pb>Ni>Zn>Cu。

工作元件可以是滚压球和硬质合金嵌入物。这种相对运动与切削加工一样是通过速度值和进给量表征的。我们采用以202或204单列向心球轴承为主要元件的滚压工具，如图1所示。

在加工较小孔径的缸体时，我们采用了整体滚压工具。例如，在加工CK61160数控重型卧式车床床头箱内的变速液压缸时（孔径为φ80+0.05 +0.03mm），使用的是深孔弹性滚压工具。在该滚压工具的前端圆周上，均匀分布6个9.525mm的钢球。滚压的范围可以在φ78.8-0 -0.1～φ82.4+0.1 +0 mm的范围内进行调节，一次滚压成活。

综上所述，培养学生兴趣的方法是多种多样的，在教学中要视具体情节而定，教会学生运用自己的思维去学习、探索和研讨，反思、批评和质问，让学生好奇地“问”，自信地“想”和“说”，在兴趣中，使思维能力得到充足的发展，从而提高各方面的素质。

采用滚压加工方法时，滚压前的形状加工以后，不会发生大的变化，仅有不明显的变化。因此滚压前的精度和表面粗糙度，对滚压后的质量有很大的影响。我们在加工中掌握滚压前的形状公差应符合图样要求，尺寸精度应符合图样要求，再留出0.02mm的滚压余量，滚压前的表面粗糙度值Ra=1.6μm。

进行滚压加工时，应使滚压工具表面和被加工零件表面有一个5°～6°的角度，以保证滚压工具和被加工零件的接触范围在1～2mm，如附表及图2所示。

在滚压加工中应保持充分的润滑，我们采用的是普通机油润滑。滚压次数一般为1～2次，较小孔径的液压缸，采取两次滚压成活。第一次滚压时，滚压工具和被加工零件表面的角度可以大些，第二次滚压时，滚压工具表面和被加工零件表面的角度应小一些。滚压时，滚压力的大小是一个重要的加工参数，应该选取刚刚能够达到所需表面粗糙度的尽可能小的滚压力。滚压力的大小和具体的材料、表面粗糙度值等有关，应根据经验及实际情况适当掌握。滚压力过大，会使表面硬度降低。

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图3 车削后表面放大

图4 滚压后表面放大

图 5

2. 滚压加工的效果

滚压加工的效果，可以用CK61160数控重型卧式车床尾座中液压缸为例说明。油缸孔径为φ400H9，滚压后尺寸精度可以达到φ400+0.102 +0.108mm，圆度为0.03mm，圆柱度在1 200mm全长为0.03mm，滚压后的表面粗糙度值Ra=0.4～0.2μm，满足图样要求。

3. 滚压加工的机理

滚压加工是无切削压力加工，滚压力通过滚压工具，旋加到零件表面，金属表层受到挤压，表层金属晶格在45°方向上产生滑移，产生塑性变形，同时产生压应力，金属表层硬化，表面硬度提高，因此零件表面的质量大大改善。

（1）降低了工件表面粗糙度。车削加工后零件表面是粗糙的，经滚压工具滚压，将其高峰部分挤压下去，填平部分坡谷，成为较光滑的表面，车削及滚压后表面放大的形状如图3、图4所示。

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（2）工件表面出现了有益的压应力，压应力随表层深度的典型变化如图5所示。

随着负荷的提高，内应力的最大值移向表层内侧。

（3）滚压过程一个明显的特征是，表面硬度提高，其基本上取决于材料的原始结构，在滚压钢材时，硬度的增长率还和含碳量有关。当含碳量逐渐提高时，硬度的增长率逐渐降低。根据加工条件和材料的不同，在滚压时硬化层的厚度在20微米至35微米之间变动。

根据加工条件和材料的不同，滚压时硬化层的厚度在20～35μm变动。