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内孔磨削加工与滚压加工的比较 |
1 概述
实际生产中，对于表面粗糙度Ra0.04μm～Ra1.6μm的内孔加工，常用加工工艺是磨削、滚压、拉削、珩磨等。拉削加工刀具费用大，生产效率高，适应大批量生产；珩磨用于光整加工表面粗糙度Ra0.04μm以上。所以一般最常用的是磨削和滚压加工。下面通过分析一零件的加工工艺，对磨削加工、滚压加工进行比较。
2 工艺分析
该零件如图，内径φ140+0.0630、粗糙度Ra0.08μm圆度公差0.045mm。
原加工工艺：车-粗磨-精磨，车削加工留磨量0.2mm～0.4mm。该工艺能保证零件技术要求。现场测试结果：表面粗糙度Ra0.08μm,尺寸在公差φ140～φ140.063mm范围内，圆度公差分布在0～0.025mm范围内。磨削加工是高速切削能呈分散状态，降低零件表面粗糙度，还能提高零件的尺寸精度和几何精度。但是磨削过程中由于磨削速度高产生大量磨削热传给零件，使得零件温升几十度，工件冷却(受环境温度影响)后收缩、孔径缩小，为保证尺寸精度需人为调整完工尺寸，所以出现加工尺寸分散现象。磨削区温度很高(表面局部温度可达1000℃)产生对零件使用性能危害甚大的表面层残余拉应力、磨削裂纹、烧伤等；而实际生产中内孔磨削降低磨削热较困难；磨削加工效率低。
现加工工艺：粗车-半精车-精车-滚压，零件在车床上即可加工完毕，此工艺同样能完全保证零件技术要求。现场实测结果：表面粗糙度Ra0.08μm;尺寸分布在φ140.02mm～φ140.04mm之间，加工尺寸相对集中；圆度公差分布在0.01～0.03mm范围内。工艺执行过程为保证零件质量对车削要求很高，精车零件为表面粗糙度Ra3.2μm、尺寸φ140-0.01+0.02。因为滚压加工零件实际压入量很小，且是靠零件加工表面自身定位进行加工，故能降低零件的表面粗糙度、提高尺寸精度，但零件的形状偏差不会有明显改善，所以零件滚压加工后的精度主要决定于零件滚压前预加工(车削)的精度、表面粗糙度。滚压加工是无屑加工，无发热现象，完工尺寸即成形尺寸，加工尺寸容易控制。滚压加工零件表面层产生残余压应力和冷硬化，可提高零件疲劳强度，生产效率高。但需制作滚压工具。
3 工艺比较
内孔磨削加工工艺和滚压加工工艺都可以提高零件尺寸精度、降低表面粗糙度。但有以下区别：
内孔磨削加工对上道工序要求不高，能达到比滚压加工更高的精度。实际生产中内孔磨削加工过程降低磨削区温度较困难，加工表面层产生的残余拉应力、磨削裂纹、烧伤等，影响零件使用性能，生产效率低。
滚压加工对上道工序要求高，不能提高零件形状精度。因加工过程无发热现象，尺寸容易控制；零件加工表面层产生的残余压应力和冷硬化有利于提高零件使用性能；生产效率高。
4 结语
通过上面分析、比较可知：在内孔粗糙度Ra0.08μm～Ra1.6μm范围、定型产品、批量生产时，采用滚压加工工艺与磨削加工相比有如下优点：
生产效率提高几倍；
工艺简单；
零件使用性能有提高；
减少转运次数有利防止磕碰。 |
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