使用滾壓刀具提高金屬表面的光潔度是比較直接的機加工方法虫圆。金屬工件的粗短度一直是許多金屬工件的重要工藝，如液壓缸、千斤頂怎诫、汽車(chē)輪轂等，由于長(cháng)期的工作碰撞鱼喉，較高的光潔度大大能提高產(chǎn)品的碰撞力度，提高產(chǎn)品直接壽命弥阔。力學(xué)中也早有闡述，越光滑的產(chǎn)品機械碰撞和轉動(dòng)越快越省力。所以如何提高表面糙度一直是我們精心研究的課題啤它。

滾壓刀具被廣泛用于機加工中，如果車(chē)刀、鏜刀谣皇、銑刀等沛简，也被適用多種不同的機床，例如車(chē)床呛米、鉆床满关、鏜床等。刀具本身也大都采用切削方式進(jìn)行機加工请敦，從而達到產(chǎn)品工件的尺寸及工藝要求。今天我們來(lái)介紹一種特殊的機加工刀具坛持，它打破原來(lái)的切削方式，用擠壓的原理蜡峰，達到金屬產(chǎn)品的塑性變形。使用目的大多數用來(lái)提高表面光潔度和金屬工件的表面硬度油昂。相關(guān)閱讀：內孔擠壓刀的使用與構造

液壓缸是液壓刀支架最主要的部件之一，傳統的加工方法是：下料→調質(zhì)→車(chē)基準面→粗鏜→車(chē)（修基準面）→精鏜→精車(chē)→（精修基準面）→珩（分粗珩符固、精珩兩步）知市。該工藝有如下缺點(diǎn)：⑴該工藝路線(xiàn)長(cháng)，耗費時(shí)間長(cháng)猾普；⑵因為在珩磨中蚁蝴，珩磨頭磨損嚴重，需要不斷的更換珩磨頭朝巫，加大了珩磨成本缕粹；⑶珩磨污染嚴重，由于在珩磨時(shí)需要用航空煤油來(lái)進(jìn)行冷卻和潤滑屡宙，造成了空氣污染，嚴重影響了工人的身體健康。而現在被工廠(chǎng)廣泛采用的鏜-滾復合工藝的路線(xiàn)為：下料→調質(zhì)→車(chē)（基準面）→粗鏜→車(chē)（修基準面）→鏜滾忆某。鏜滾復合工藝代替推鏜珩磨后迅耿，工作效率大大提高，工藝路線(xiàn)也大大縮短殊蜓，降低了成本婚温。采用鏜滾復合工藝后眯分，提高了缸體內孔表面的硬度和強度，降低了表面粗糙度，延長(cháng)了缸體的使用壽命。這種工藝不但能保證質(zhì)量岂傲，而且明顯的提高了加工效率将署、降低了加工成本。

1是偷、液壓缸用滾壓刀加工原理

滾壓刀加工是一種常用的金屬材料的表面強化方法，它通過(guò)滾壓頭向工件表面施加一定的壓力。滾壓頭以滾柱徑向輾壓液壓缸內孔壁，工件旋轉，滾壓頭沿工件軸向進(jìn)給赂韵。當內孔表層的壓應力超過(guò)彈性極限時(shí)晾舶，金屬晶粒之間發(fā)生位錯滑移和破碎，金屬比容增大，就會(huì )發(fā)生塑性變形。既輾平了內孔表面的微觀(guān)不平度深员，同時(shí)滾壓后的表層產(chǎn)生了冷作硬化，提高了表面硬度，改善了表面質(zhì)量。滾壓頭安裝在鏜桿上，鏜桿安裝在走刀架上，通過(guò)走刀架沿軸線(xiàn)方向移動(dòng)茂蚓，就實(shí)現了液壓缸內孔的滾壓加工爹凑。
2簸赛、被加工表面物理鸵延、機械性能的變化

通過(guò)滾壓頭液壓缸內孔表面，加工表面層會(huì )因塑性變形產(chǎn)生冷作硬化；金相組織發(fā)生變化，會(huì )在表層產(chǎn)生殘余壓應力。工件加工表面層的冷作硬化減少了摩擦副接觸部分的彈性和塑性變形窑胁，從而提高了耐磨性季烤。

⑴     面層的冷作硬化

在滾壓刀具工程中，若加工表面層產(chǎn)生的塑性變形使晶體間產(chǎn)生剪切滑移，晶格會(huì )嚴重扭曲囊卜，并產(chǎn)生晶粒的拉長(cháng)叶组、破碎和纖維化尚镰，引起表面層的強度和硬度均勻提高的現象赌渣，就是冷作硬化現象涣恤。加工表面的冷作硬化指標主要以硬化層的深度 h握恳、表面層的顯微硬度 H 及硬化程度 H/H0來(lái)表示鹃答。一般硬化程度越大解愤，硬化層的深度也越大来锥。

表面層的硬化程度取決于產(chǎn)生塑性變形的滾壓力练班、滾壓速度等蹄娃。滾壓力越大勺阐，塑性變形越大补屎，產(chǎn)生的硬化程度也越大。滾壓速度越大，塑性變形越不充分。產(chǎn)生的硬化程度也就相應減小。滾壓頭的磨損量越大斩却，冷作硬化層的硬度和深度也越大。當滾壓速度增大，表面冷作硬化層的硬度和深度都有所減小娇符。這是因為：一方面，滾壓速度增大會(huì )使溫度增高，有助于冷作硬化的回復；另一方面，滾壓速度增大，滾壓頭與工件接觸時(shí)間短壮紧，也會(huì )使塑性變形減小措撩。進(jìn)給量增大時(shí)锚赤，滾壓力增大，塑性變形程度也增大，因此表面層的冷作硬化現象也增大。當被加工材料的硬度越低和塑性越大，則滾壓后表面層的冷作硬化現象越嚴重卧袄。

⑵     面層金相組織

伴隨著(zhù)滾壓加工的進(jìn)行，金屬形狀會(huì )不斷發(fā)生變化善绎，但其體積保持不變。由于組成油缸的金屬是多晶體結構，所以它的塑性變形是許多單個(gè)晶粒綜合塑性變形的結果败许。多晶體在收到外力作用時(shí)，變形首先在在那些晶粒位向最有利的晶粒中進(jìn)行。在這些晶粒中，位錯將沿著(zhù)最有利的滑移面運動(dòng)，移到晶界處就要停止，一般不能直接穿過(guò)晶界。位錯能否越過(guò)晶界，主要取決于晶界層的性質(zhì)和鄰近晶粒的位向。金屬的晶粒越細，晶界面積越大伐债，每顆晶粒周?chē)哂胁煌∠虻木Я的烤驮蕉嗝ぴ伲蚨冃慰沽^大，塑性較好且知。從一般使用的角度來(lái)看吨娜，晶粒細的材料強度高，塑性好揍艇，因此在生產(chǎn)上通常要盡量獲得細晶粒組織鱼填。采用滾壓加工使滾壓層的組織變得緊密鳍泥，晶粒變細，晶粒形狀也沿著(zhù)變形最大的方向延伸谒撑。通過(guò)滾壓使金屬內部組織晶粒細化筛璧，提高了被滾壓金屬表面的強度。

⑶     表面層的殘余應力

各種機械加工方法所得的零件表面層都會(huì )有或大或小或拉或壓的殘余應力促昨。在冷塑性變形中，加工過(guò)程中表面層如產(chǎn)生了金相組織的變化，以及在加工過(guò)程中，表面層經(jīng)過(guò)冷態(tài)塑性變形后，金屬比重下降，比容積增大钞它，引起表面層受力狀況的變化等均會(huì )產(chǎn)生加工表面層的殘余應力旨椒。金屬經(jīng)過(guò)冷態(tài)塑性變形后，總有一部分原子赏滴，從其穩定平衡的晶格位置上被移動(dòng)饿幅。原來(lái)結晶格子中原子排列是相當緊密的，冷態(tài)塑性變形