一种板材件的滚压装置及其加工方法发明内容

一种板材件的滚压装置及其加工方法专利目的

《一种板材件的滚压装置及其加工方法》的目的是克服专利背景中的问题，提供一种能同时滚压板材件端面和内孔的板材件的滚压装置及其加工方法。

一种板材件的滚压装置及其加工方法技术方案

一种板材件的滚压装置，包括机床、装夹模具及与其配合的滚压头，所述装夹模具包括外模、楔子和卡套，其中楔子与外模的内锥面相配合，卡套的外圆面与楔子内圆面相配合，卡套内设有板材件，楔子的底端向外模外延伸并连有底板。作为优选，所述楔子分成四块并组成一个圆环。作为优选，所述卡套设有一个缺口。作为优选，所述滚压头包括底座，底座上设有直角台阶，台阶端面设有横滚珠，台阶外圆面设有竖滚珠，横滚珠和竖滚珠交错均布，并由带有凹槽的压板限位，压盖通过螺钉固定于底座端面并压紧压板，底座的内螺纹孔与轴配合锁定。作为优选，所述横滚珠数量有3~12个，竖滚珠数量有3~12个。

一种利用板材件滚压装置的加工方法，包括以下步骤：1）将板材件放入装夹模具的卡套内；2）将机床顶住板材件，并下压楔子，使楔子受力后下移并挤压锁紧卡套继而夹紧板材件）；3）将滚压头对板材件进行滚压，通过横滚珠滚压板材件的端面，使端面变形光整达到技术要求，同时板材件变形受到竖滚珠的滚压使内孔光整；4）将底板顶起继而顶起楔子，从而使锁紧的卡套扩大；5）将板材件取出。

一种板材件的滚压装置及其加工方法改善效果

《一种板材件的滚压装置及其加工方法》采用专用滚压头滚压冲压件的端面和内孔，保证了板材精加工的要求，又避免了板材类零件再车削的问题，提高了零件的耐用性，提高了生产效率，节省了材料。

截至2012年3月，水泵制造中板材类零件一般采用冲压、焊接并辅助车削加工的方法制造，板材类零件厚度一般在0.5毫米~5.0毫米，做车削加工后减小了板材厚度，对零件的耐用性有较大的消弱，其次薄壁件容易装夹变形，降低了生产效率。滚压头有公开专利90224011.0、专利201120140139.8等，都有轴承配合滚子，一般滚压内孔或外圆，不能同时滚压端面。

图1是滚压头的结构示意图；

图2是压板的结构示意图；

图3是滚压头的剖视图；

图4是压紧装置的压紧示意图；

图5是压紧装置的滚压示意图；

图6是压紧装置的松顶示意图；

图7是楔子的俯视图；

图8是卡套的俯视图；

图9是板材件滚压成型局部效果图；

附图标记说明：压盖1，压板2，凹槽2-1，竖滚珠3，横滚珠4，底座5，轴6，螺钉7，卡套8，缺口8-1，楔子9，外模10，底板11，板材件12，端面12-1，内孔12-2，机床13。

《一种板材件的滚压装置及其加工方法》涉及机械加工行业中板材加工技术领域，尤其是一种板材件的滚压装置及其加工方法。

1.一种板材件的滚压装置，包括机床（13）、装夹模具及与其配合的滚压头，其特征是：所述装夹模具包括外模（10）、楔子（9）和卡套（8），其中楔子（9）与外模（10）的内锥面相配合，卡套（8）的外圆面与楔子（9）内圆面相配合，卡套（8）内设有板材件（12），楔子（9）的底端向外模（10）外延伸并连有底板（11）；所述滚压头包括底座（5），底座（5）上设有直角台阶，台阶端面设有横滚珠（4），台阶外圆面设有竖滚珠（3），横滚珠（4）和竖滚珠（3）交错均布，并由带有凹槽的压板（2）限位，压盖（1）通过螺钉（7）固定于底座（5）端面并压紧压板（2），底座（5）的内螺纹孔与轴（6）配合锁定。

2.根据权利要求1所述的板材件的滚压装置，其特征是：所述楔子（9）分成四块并组成一个圆环。

3.根据权利要求1所述的板材件的滚压装置，其特征是：所述卡套（8）设有一个缺口（8-1）。

4.根据权利要求1所述的板材件的滚压装置，其特征是：所述横滚珠（4）数量有3~12个，竖滚珠（3）数量有3~12个。

5.一种采用如权利要求1所述的板材件的滚压装置的加工方法，其特征是：包括以下步骤：1）将板材件（12）放入装夹模具的卡套（8）内；2）将机床（13）顶住板材件（12），并下压楔子（9），使楔子（9）受力后下移并挤压锁紧卡套（8）继而夹紧板材件（12）；3）将滚压头对板材件（12）进行滚压，通过横滚珠（4）滚压板材件（12）的端面（12-1），使端面（12-1）变形光整达到技术要求，同时板材件（12）变形受到竖滚珠（3）的滚压使内孔（12-2）光整；4）将底板（11）顶起继而顶起楔子（9），从而使锁紧的卡套（8）扩大；5）将板材件（12）取出。

• 实施例

一种板材件的滚压装置，包括机床13、装夹模具及与其配合的滚压头，所述装夹模具包括外模10、楔子9和卡套8，其中楔子9与外模10的内锥面相配合，卡套8的外圆面与楔子9内圆面相配合，卡套8内设有板材件12，楔子9的底端向外模10外延伸并连有底板11。如图7、8所示，楔子9分成四块并组成一个圆环，卡套8设有一个缺口8-1。

如图1、2、3所示，所述滚压头包括底座5，底座5上设有直角台阶，台阶端面设有横滚珠4，台阶外圆面设有竖滚珠3，横滚珠4和竖滚珠3交错均布，并由带有凹槽的压板2限位，压盖1通过螺钉7固定于底座5端面并压紧压板2，底座5的内螺纹孔与轴6配合锁定，传递扭矩。其中横滚珠4数量有3~12个，竖滚珠3数量有3~12个。

一种利用板材件滚压装置的加工方法，是在板材件件冲压成型后，利用滚压头对端面12-1及内孔12-2进行整形加工，步骤为，放入-压紧-滚压-顶松-取出，具体的步骤如图4、5、6所示：放入板材件后，机床13顶住工件，下压楔子9，使楔子9受力后下移并挤压锁紧卡套8继而夹紧要滚压的板材件12；如图9所示，滚压头先通过横滚珠4滚压板材件端面12-1，使端面12-1变形光整达到技术要求，同时板材件12变形受到竖滚珠3的滚压使内孔12-2光整，材料富余量积累到工艺凹槽里和末端，滚压完成后，底板11顶起继而顶起楔子9，4块楔子9松动分开，锁紧的卡套8扩大，工件顺利取出。

2021年6月24日，《一种板材件的滚压装置及其加工方法》获得第二十二届中国专利优秀奖。 2100433B

加工前表面

由于滚压加工是利用滚柱碾压的加工方法，所以加工后的表面粗糙度受凸起部分的高度及形状（即加工前状态）的影响。

如果加工前表面状态粗糙（凸起部分高，凹陷部分深），则不能将凸起部分完全添埋凹陷部分，造成加工表面粗糙。

另外，凸起部分的形状也影响加工后的表面。由车床或镗床单点切削得到的规则的凹凸形状，且为容易碾压的高度时，可得到最理想的表面。一般加工前的表面状况越好，加工后的表面状况越好，同时滚压头的磨耗也少。如果需要，可增加一道工序。

加工前尺寸

由于滚压加工是利用滚柱碾压的加工方法，所以加工前后工件的直径将发生变化（内径将扩大，外径将减小）。为了能加工到尺寸公差范围内，应考虑这个变化量决定前工序的尺寸。直径的变化量与工件的材质、硬度、滚压量有关，所以最初进行2～3次试加工后决定其尺寸。

驱动机械

滚压头标准型号有莫尔斯锥形装卡部及平行装卡部。滚压加工与切削加工不同，不需大扭矩，小功率机床也可以使用，可安装在钻床、车床、六角车床、镗、钻孔器等设备上进行加工，勿需特殊设备。

润滑和清洗

由于滚压加工是利用滚柱碾压进行加工，将产生细微粉尘。粉尘不仅影响表面质量，而且加速滚压头的损耗，所以有必要大量注入切削液以清除粉尘。滚压加工时应使用粘度低的切削液。粘度高的切削液虽然润滑性好，可是清洗性能差，不适于滚压加工。本公司备有滚压加工专用的滚压润滑油，只要在低粘度切削液中掺入5%的滚压润滑油，即可发挥其杰出性能。

加工部分的壁厚

滚压加工是用滚柱滚压加工部分的表面，使其致密化。所以，为了能够承受加工压力，待加工部分应有充分的壁厚（内径的20%）。壁厚太薄或部分薄时，加工后将发生起伏或真圆度下降。

通常按以下方法解决这个问题：①减少滚压量；②利用夹具支撑外周；③在削薄壁厚以前实施滚压加工。

转速和进给量

向右旋转滚压头进行滚压加工；也可固定滚压头，工件旋转也可得到同样结果。转速与进给速度根据加工直径不同而不同。

无法进行滚压加工的部分

用滚压头对盲孔及台阶轴进行滚压加工时，存在以下无法加工的部分：①滚柱前端圆弧部分；②滚柱前端到支架前端的距离；③支架前端到加工部分端面的缝隙；为了使无法进行滚压加工的部分最小，在定好工具直径后，将磨掉滚柱前端的心轴或使头的突出量与滚柱前端保持同一位置。

内径滚压头完美滚压加工!内径滚压企业技术人员指导说明,内径滚压头有许多优点是其他加工设备无法比拟的:

1、内径滚压头普通机床均可使用，无须其他专用设备。

2、内径滚压头适用于HRC40以下的内孔加工。

3、实现Ra0.05~0.1μm的镜面加工，只需一次进给并能提高金属表面硬度，提高耐磨性和零件的疲劳强度。

4、内径滚压比传统的磨削加工时间缩短1/5~1/20。

5、内径滚压头低能耗、没有切削，无须处理工业垃圾2100433B

滚压加工是将高硬度且光滑的滚柱与金属表面滚压接触，使其表面层发生局部微量的塑性变形后得到改善表面粗糙度的塑性加工法的一种。大家经常看到铺设道路时，轧路机将凹凸不平的马路压得很平整。滚压加工原理也是如此，用滚柱滚压金属表面，将表面凸起部分碾平,而使凹陷部分隆起，加工成平滑如镜的表面。与切削加工不同，是一种塑性加工。 　被滚压加工的工件不仅表面粗糙度瞬间就可以达到Ry0.1-0.8μm，而且加工面硬化后其耐磨性得到提高的同时疲劳强度也增加了30%等具有切削加工中无法得到的优点。　由于可简单地并且低成本地进行零部件的超精密加工，日益被以汽车产业为首的精密机械，化学，家电等产业广泛采用，发挥了很大的优势。