滾壓技術(shù)在艉軸精加工中的應(yīng)用

陳小賓， 沈根平

（1.江蘇省江陰綺星科技有限公司，江蘇江陰214400；2.江陰中等專業(yè)學(xué)校，江蘇江陰214400）

0 引言

船舶的大型軸類主要指推進(jìn)軸系和舵系，特別是艉軸（推進(jìn)系統(tǒng)的螺旋槳軸）的加工，工藝要求較高技術(shù)難度大。按照常規(guī)工藝應(yīng)在大型磨床上精磨，表面粗糙度為Ra0.8，各擋滑動(dòng)軸承尺寸和錐體的跳動(dòng)量為0.03 mm，由于受設(shè)備的限制，只能在普通車床上加工。

滾壓技術(shù)是典型的無切削加工工藝，滾壓加工同磨床相比，能避免由于磨削發(fā)熱而產(chǎn)生的表面燒傷等缺陷，加工效率高，將滾壓技術(shù)正確應(yīng)用在船舶艉軸等大件的錐體精加工過程中，能達(dá)到較理想的效果。

1 滾壓加工原理

利用特制的滾壓工具——硬質(zhì)合金系列滾刀，對(duì)工件表面施加一定的壓力，使金屬表面層發(fā)生塑性變形，從而提高表面光潔度和硬度，這種方法屬于“無屑加工”，其結(jié)構(gòu)和裝夾方法如圖1所示。

圖1 結(jié)構(gòu)和裝夾方法

2 滾壓加工特點(diǎn)

1）能在一次行程中，將工件表面粗糙度在原有的基礎(chǔ)上降低（2～4）級(jí)，工作效率較高。滾壓加工可以代替大部分的粗磨、精磨、超精磨和珩磨等工藝，經(jīng)過滾壓后粗糙度可以達(dá)到Ra0.4左右。

2）滾壓后的表面經(jīng)過擠壓而強(qiáng)化，有利于提高工件表面的耐磨性及接觸疲勞強(qiáng)度。同時(shí)滾壓加工能避免由于磨削發(fā)熱而產(chǎn)生的表面燒傷等缺陷。

3）滾壓工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造并操作簡(jiǎn)單方便，在一般車床上都可以進(jìn)行滾壓加工，特別是缺乏大型磨床等設(shè)備的條件下，能實(shí)現(xiàn)軸類加工件的精加工。

3 硬質(zhì)合金外圓滾壓工具

3.1 工具特點(diǎn)

采用硬質(zhì)滾輪使用壽命長(zhǎng)，具有較大的壓入滾壓效果，可以滾壓有臺(tái)階的軸類工件和各種錐體零件，如圖2所示。

圖2

3.2 滾壓用量

滾壓速度Ve=（60～250）m/min（條件許可下則盡可能提高）；進(jìn)給量f=（0.1～0.2）mm/r（一次完成滾壓）；滾壓過盈量 t過=（0.4～0.5）mm，實(shí)際壓入量 t=（0.02～0.04）mm。如二次進(jìn)給滾壓過盈量t過=0.15 mm左右，實(shí)際壓入量t=（0.005～0.01）mm。

3.3 加工時(shí)的注意事項(xiàng)

滾輪的徑向圓跳動(dòng)量要小于0.01 mm，端面應(yīng)與軸線垂直，滾輪擠壓部分粗糙度不高于Ra0.4，滾壓時(shí)滾輪軸線應(yīng)與工件軸線成1°斜角，見圖1所示。滾輪軸線應(yīng)與工件軸線等高；滾輪及工件表面應(yīng)保持清潔無油污。

精車和滾壓之前，工件裝夾要有足夠的精度和剛性，其中，中心孔精度特別重要，必要時(shí)還要研磨中心孔。方法如下：中心架托架爪采用巴氏合金支撐，排樓檔圓度控制在0.01 mm之內(nèi)，然后采用低速旋轉(zhuǎn)，并用固定頂尖加研磨砂研磨，同時(shí)要檢查車床精度，即：主軸和尾架活絡(luò)頂尖精度，其跳動(dòng)量要保持在0.01 mm之內(nèi)。最后調(diào)整好車床大小拖板塞鐵的間隙，以免在滾壓加工后工件表面出現(xiàn)形狀誤差。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)普通車床的改裝，實(shí)現(xiàn)了對(duì)艉軸件的精加工，同時(shí)保證了加工質(zhì)量，極大地降低了加工成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 劉守勇.機(jī)械制造工藝與機(jī)床［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

［2］ 任國(guó)光.曲軸加工工藝分析［J］.科技信息，2009（28）：99-100.

［3］ 王森林.發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝方法［J］.機(jī)械工程師，2014（4）：189-190.