滾壓技術在工程機械車橋殼體加工上的應用

一拖（洛陽）車橋有限公司（河南 471003）朱玲敏 何革娟 趙顯亮 陳 重

我公司KC8及KCE輪式挖掘機車橋等工程機械類車橋自投產以來，其中制動器殼體液壓缸孔的加工，無法保證表面粗糙度要求，油腔出現竄腔現象，嚴重影響該類型產品的質量。為此，如何提高制動器殼體液壓缸孔的表面粗糙度值水平，且不降低生產效率顯得尤為重要。

1.加工分析及方案優化

采用滾壓技術是解決這個難題的一種好途徑，在一定程度上可取代并優于磨、珩磨、研磨、精鉸、精鏜和精車等傳統工藝，省時，省力，省費用。

2.滾壓技術介紹

滾壓技術是一種壓力光整加工，是利用金屬在常溫狀態的冷塑性特點，利用滾壓刀具對工件表面施加一定的壓力，使工件表層金屬產生塑性流動，填入到原始殘留的低凹波谷中，而達到工件表面粗糙值降低。由于被滾壓的表層金屬塑性變形，使表層組織冷硬化和晶粒變細，形成致密的纖維狀，并形成殘余應力層，硬度和強度提高，從而改善了工件表面的耐磨性、耐蝕性和配合性。滾壓是一種無切削的塑性加工方法 ，因此這種方法可同時達到光整加工及強化兩種目的，是磨削、車削無法做到的。

滾壓技術具有以下性能特點：

（1）產品表面預留滾壓量后，用鏡面滾壓工具一次精壓就可以使鑄鐵產品表面粗糙度值從Ra=6.3μm左右降低到Ra=0.4～0.2μm。

（2）具有機械微調裝置，最大調整范圍0.4mm，精度控制0.005mm以內，通孔盲孔都可以加工，加工范圍φ5～φ250mm，適合批量生產。

（3）加工面滾壓后其耐磨性得到提高的同時疲勞強度也增加了30%，提高了密封性，也消除了早期磨損，使其具有切削加工中無法得到的優點。

（4）該工具工作效率極高，例如φ100mm×300mm孔，1.5min內就可加工完；φ30mm×40mm孔，10s內就可加工完成。

（5）該工具工效高，操作簡便，可長期使用，維修費用低，工具刀體部位不會磨損，只是轉動部位的滾柱和心軸會磨損，嚴重后只要更換即可，使用壽命長：鋼件一般可加工5000～8000件，鋁件可加工50000～80000件，批量生產成本非常低。

（6）使用廣泛，可以在普通的車床、鉆床、鏜床、銑床、CNC加工中心或者數控機床刀架上使用。

3.采取措施

針對KC8左右制動器殼體φ182H8、φ219H8大孔徑的加工，選用通用型滾壓工具（見圖1），安裝在車床小刀架上使用：高度H=25mm，前端直徑為45mm。此刀具也可以用于滾壓外圓。

4.滾壓過程及參數

KC8左右制動器殼體φ182H8、φ219H8大孔徑滾壓：滾壓前孔徑留0.03～0.05mm余量；把通用型滾壓刀安裝在車床小刀架上，用百分表拉直滾壓刀滾柱母線后，壓緊滾壓刀。對刀后進刀至尺寸，工件轉動進行加工。轉速與進給（供參考）：100～150r/min，進給量1.2～3.0mm/r；KC8左右制動器殼體滾壓過程如圖2、圖3所示。KC8左右制動器殼體滾壓后測量及滾壓前后對比如圖4、圖5所示。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

5.拓展應用

與鉸削相比，滾壓技術可有效獲得更小的加工表面粗糙度及硬度值，能夠同時達到光整加工及強化兩種目的，且加工效率明顯提高。故工程機械車橋殼體如中央殼體、左右制動殼體、左右半軸殼體、輪轂、行星架等零件的關鍵加工面均可采用該技術進行加工，有效提高了零件的封油特性。

圖6

6.結語

通過對比滾壓前后的加工表面粗糙度值，證明采用滾壓刀，一次精壓就可以使鑄鐵產品表面粗糙度值從Ra=3.2μm左右降低到在Ra=0.4～0.2μm。硬度由176HBW增加至214HBW，尤其對于大孔徑的表面粗糙度值的降低效果尤為明顯。在車床上加工內孔時可以與車刀同時裝夾，車削完成后，立即進行滾壓工步，與常規的轉至內圓磨加工比較，效率提高20倍左右，同時加工成本大大降低。

采用滾壓刀的加工方法在我公司是首例，有效解決了由于加工問題所導致的工程機械車橋殼體的滲漏現象，提高了產品的品質，潛在價值不容小覷。同時，大大縮短了加工周期，且降低了對機床加工精度的要求。