表面滚磨光整加工的技术特征及发展趋势.pdf

第3期(总第127期)
机械管理开发
2012年6月
No.3(SUM No 127)
MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT
un.2012
表面滚磨光整加工的技术特征及发展趋势
都春义,高云松2,刘永平3
(1.中国兵器工业集团第七○研究所廊坊分所;2.廊坊市北方天宇机电技术有限公司技术部;
3.廊坊市生产力促进中心,河北廊坊065000
摘要:表面滚磨光整加工具有效果好、效率高、成本低、操作方便等优点。分析了其加工杋理、类型、特点,介绍了
该技术的发展趋势,为该技术的进一步开发应用提供参考。
关键词:表面光整;滚唐加工;发展趋势
中图分类号:TG580文献标识码:A文章编号:1003-773X(2012)03-0018-03
0引言
产生一定的旋转,形成了滚压加工,使零件表面的微观
表面滚磨光整加工具有效果好、效率高、成本低、高峰在滚压力作用下产生局部微小塑性变形,降低表
操作方便等优点。表面滚磨光整加工属于自由磨具光面粗糙度值;同时表面也被加工硬化,产生残余压应
整加工技术,是将零件置于盛有加工介质(磨块、磨剂、カ,使零件的耐磨性、疲劳强度得到提高。当正压力较
水等)的容器中,加工时,通过零件和磨块之间的相对大时,零件表面的微观高峰在滚压力的作用下会产生
运动。使处于游离状态的磨块以一定的力对零件表面塑性变形而被压平,但因正压力大小的限制,其内表面
进行碰撞滚压滑擦、刻划的微量磨削作用,改变零件残留的微观波峰在滚压时不会被完全碾平,波谷不会
表面的几何特征(降低表面粗糙度值,增加表面轮廓支被完全填满。磨块对零件表面的滚压作用,包括:表面
承率,改变表面纹理,去除毛刺等),改善表面层的物理塑性变形和弹性变形。当接触面积较小时,使局部接
力学性能(提高表面显微硬度,表面形成变质层,改善触位置发生塑性变形,微观波峰填平波谷;当接触面积
表面应力状态等),提高零件的清洁度,综合改善零件较大时,由于正压力大小的限制、不足以使零件表面上
的表面完整性,提高零件及其产品的使用性能和寿命,的微观突起产生塑性变形,只是产生弹性变形,但在大
达到对零件表面光整加工的目的帥]。
量磨块的交替作用下,这些微观突起会因为反复的弹
1加工机理
性变形而疲劳断裂,形成断屑。
表面滚磨光整加工,是通过不同的运动形式,使零
3)微量磨削作用。当游离磨块在一定作用力和
件和磨块之间形成复杂的相对运动。滚磨光整加工过
定的相对速度在零件表面上滑移时,磨块表面的磨
程中的主要作用如下
粒便像砂轮表面的磨粒一样,对零件表面进行滑擦、刻
1)碰撞作用。当质量m的磨块以一定的相对运划、切削。由于滚磨过程中作用力相对较小和磨粒为
动速度撞击零件表面时,其撞击力F使零件表面产生负前角作用,磨块磨粒切削刃的作用主要是滑擦和刻
弹性和塑性变形,改变了零件表面的微观几何形状和划;当磨粒一次或多次滑擦和刻划零件表层金属时,表
物理力学性能。根据动量定理,撞击力F为
层金属发生一次或多次塑变叠加,当塑变程度超过材
FN=m(xーvx)△
(1)料允许的塑变极限时,微小切屑便会从金属本体上脱
式中:m为磨块的质量,g;vy、N分别为磨块作用于落,实现微量磨削加工。
零件表面的前后速度在零件表面法向的分量,m/s;△a
4)液体介质的作用。许多表面滚磨光整加工工
为作用的持续时间,s.由式(1)可知,增加块的质量艺都使用水和特定的化合物添加剂作为液体介质,添
m或速度的变化量(0-の),均可增大对零件表面的撞加剂的合理选择和剂量对加工效果、加工效率非常关
击力,提高加工效率。例如:光整加工中的粗加工,通键。一方面可以促进或抑制磨削作用和精整作用,同
常选择较大尺寸的磨块(对于同类磨块,尺寸越大,质时磨剂本身起化学反应,参与加工,保持或提高零件表
量越大)以提高效率。当磨块尺寸受到限制时,可选择面质量(如光泽、色泽、表面粗糙度等),改变光整加工
密度较大的磨块。离心式滚臍光整加工时,可通过强时间;另一方面,添加剂对水有调节作用,可使水质软
制流动层(即速度的变化量)来提高加工效率,改善加化,以充分发挥水的缓冲、冲洗作用(避免或减少零件
工效果。
与零件之间、零件与磨块之间、磨块与磨块之间的剧烈
2)滚压作用。当游离磨块以一定作用力挤压于撞击、划痕、变形和破碎等);还可以改变介质的pH值
零件表面时,由于其周围还包围着许多豳块,会使磨块控制泡沫的形成和数量等。另外,可清洗零件与磨块
收稿日期:2012-03-15
基金项目;科技部中小企业技术创新基金资助项目(03C26211300493)
作者简介:都春义(1962-),男,河北阜城人,高级エ程师,本科,主要从事计算机应用、发动机自动控制等。
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