劉亞玲，王芳，陳強(qiáng)，孟艷玲，何春元，王平久

（1.沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)核電泵業(yè)有限公司 ，遼寧 沈陽 110869；2.沈陽三科核電設(shè)備制造股份有限公司,遼寧 沈陽 110027）

核級泵軸承試驗臺上的傳感器需從外廠購買，進(jìn)廠應(yīng)用前需要設(shè)計專用件來標(biāo)定傳感器。設(shè)計的專用件為環(huán)類件，標(biāo)定傳感器的端面我們稱其為被測靶面，因其起到標(biāo)定作用，所以對其粗糙度要求較高。按傳統(tǒng)的加工方法，平面粗糙度的保證一直是磨削，但其對零件結(jié)構(gòu)束縛很大，而我公司的現(xiàn)有平磨也無法保證此次我們需要的被測靶面的粗糙度要求。因此想通過對平面滾壓的研究來達(dá)到我們所需要的被測靶面的表面粗糙度要求。

1 滾壓的原理及作用

滾壓是一種無切削加工，是可顯著提高動力負(fù)荷下的構(gòu)件的強(qiáng)度和使用壽命的表面層增強(qiáng)的機(jī)械方法。這種表層增強(qiáng)的方法是基于三種物理作用：滾光、內(nèi)應(yīng)力和冷硬化。在滾壓過程中，通過一個球體或者一個輥，對工作的表面進(jìn)行壓迫。接觸范圍的擠壓超過了屈服強(qiáng)度時，邊緣層就發(fā)生彈性變形，通過變形對材料的晶格結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擾動，位借密度的提高增強(qiáng)邊緣區(qū)域的強(qiáng)度并減小其表面粗糙度。

2 滾壓試驗

因?qū)嶋H應(yīng)用的件只是對被測靶面的粗糙度要求較高，所以我們通過多次試驗確定最優(yōu)滾壓參數(shù)，從而保證被測靶面最優(yōu)的表面粗糙度

2.1 滾壓刀具的結(jié)構(gòu)

滾壓刀具有多中類型，我們選購的刀具為球體形式，其可通過刀體中的調(diào)節(jié)柄來左右調(diào)節(jié)角度。大體結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 滾壓刀具的結(jié)構(gòu)圖

2.2 滾壓試驗方案

因產(chǎn)品件材質(zhì)為12Cr13,是馬氏體不銹鋼，而平面滾壓在以往的產(chǎn)品中沒有應(yīng)用過，所以我們先按12Cr13材質(zhì)做的試驗件，經(jīng)過多次試驗得出表面粗糙度值為R0.1—R0.2時最優(yōu)滾壓參數(shù)（表1）。

表1 最優(yōu)滾壓參數(shù)

3 產(chǎn)品件的滾壓及表面粗糙度檢測

3.1 產(chǎn)品件的結(jié)構(gòu)要求

（1）零件材料為12Cr13,馬氏體不銹鋼。

（2）Φ270～Φ300端面、Φ306～Φ345兩個被測靶面要求表面硬化，硬化后表面粗糙度至少達(dá)到R0.4。滾壓件尺寸示意圖如圖2。

3.2 產(chǎn)品件的滾壓

滾壓是實現(xiàn)表面硬化的一種方法。所以我們通過滾壓來達(dá)到產(chǎn)品件被測靶面的表面粗糙度。因滾壓前零件的表面粗糙度對滾壓后的表面粗糙有一定的影響，且滾壓對零件表面基本不去除量，所以滾壓前用數(shù)控臥車將零件的兩個被測靶面先加工好，表面粗糙度值達(dá)到至少為R0.8—R1.6。然后利用上述得出的最優(yōu)滾壓參數(shù)，對產(chǎn)品件被測靶面進(jìn)行了滾壓。

圖2 滾壓件尺寸示意圖

3.3 產(chǎn)品件滾壓后表面粗糙度的檢測

零件兩個被測靶面滾壓后，用粗糙度儀檢測后，上平面粗糙度值為R0.11，第二個被測靶面粗糙度值為R0.12.，圖紙要求至少為R0.4。圖3為被測靶面滾壓后粗糙度檢測圖。

圖3 被測靶面滾壓后粗糙度檢測

4 拓展

4.1 最優(yōu)滾壓參數(shù)是否適用于其它馬氏體不銹鋼

因產(chǎn)品件材質(zhì)為12Cr13,是馬氏體不銹鋼，為了驗證從產(chǎn)品件得出的最優(yōu)滾壓參數(shù)是否適用于其它馬氏體不銹鋼，我們又分別用此滾壓參數(shù)對0CR13Ni4Mo、1Cr17Ni2、RWA350材質(zhì)的馬氏體不銹鋼做了滾壓試驗件，經(jīng)過多次試驗及表面粗糙度的檢測，用此滾壓參數(shù)滾壓的平面表面粗糙度值基本為R0.1～R0.25，可以確定此參數(shù)也適用于其它的馬氏體不銹鋼。

4.2 滿足圖紙要求的參數(shù)區(qū)間的確定

通過對試驗件的加工及檢測，我們得出用最優(yōu)滾壓參數(shù)滾壓馬氏體不銹鋼后的平面表面粗糙度為R0.1～R0.25,但有些零件表面粗糙度值到R0.4即可我們針對此情況。在0CR13Ni4Mo、1Cr17Ni2、RWA350材質(zhì)的實驗件上，又驗證了滾壓參數(shù)區(qū)間，見表2。其能達(dá)到的平面粗糙度值為R0.1～R0.4。

表2 滾壓參數(shù)區(qū)間

5 此方法的局限性

因滾壓刀具中的球體與刀體成一定角度（見圖1），不同心，所以其對滾壓平面有一定的要求。圓形實體件的平面滾壓不到中心；環(huán)形梯形件上、下平面均能滾壓到，而上、下平面之間的平面根部單邊將近5mm的范圍內(nèi)滾壓不到。

6 結(jié)語

綜上，通過采購滾壓設(shè)備及專用滾壓刀具，利用我公司現(xiàn)有的數(shù)控臥車，通過對產(chǎn)品件平面的滾壓及又對幾種馬氏體不銹鋼試驗件的滾壓試驗，我們驗證出了滾壓馬氏體不銹鋼環(huán)類件的最優(yōu)滾壓參數(shù),以及滿足圖紙要求的參數(shù)區(qū)間及各參數(shù)所能達(dá)到的表面粗糙度要求。這種加工方法可以推廣到所有環(huán)類平面要求粗糙度較高的零件的加工上。