德国ECOROLL滚光刀具.ppt

1、2020/8/6,一、公司介绍,1.1西安亿帆动力科技有限公司 西安亿帆动力科技有限公司是专业从事机电工程、产品研发、新技术应用和国外知名产品销售的企业，公司拥有自营进出口权。我公司是国内较早从事控制与传动的专业性公司，自2001年成立之日起就全力投入到新技术推广和产品应用中。随着公司规模不断扩大，现已拥有机电工程、产品研发、控制与传动、金属加工工具、液压工程、国际贸易等部门，逐渐形成集科、工、贸为一体的综合性企业。我们的宗旨是通过我们的技术和产品使我们的客户在行业内更具竞争力。 为客户提供优质的服务和国内外最先进的技术是我们不断追求的目标。作为领先的传动及控制系统集成供应商，亿帆科技拥有多家

2、海外专业传动设备制造商的代理经营权，包括德国Wittenstein、捷克KSK、德国KBK、意大利3F、德国Ecoroll以及美国Duff-Norton等企业。经营理念：求实 创新 变革 合作 分享,1.2德国ECOROLL公司,德国ECOROLL公司是专业生产滚光工具的企业，其产品HG4-9，HG6-9 和 HG13-9的“球端”受到国内外专利的保护。 ECOROLL公司是研制、生产和经营用于改善金属表面构件刀具的企业。 ECOROLL公司刀具的滚压加工方法几乎在所有工业领域都得以应用。 比如：汽车和飞机制造、航空和航天、机械和发动机制造、发电技术和石油工业 、医药技术等。,二、产品知识,2

3、.1、什么叫滚压加工？ 滚压加工是将高硬度且光滑的滚柱（或者滚球）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一种塑性加工方法。 我们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。滚压工具的加工原理也是如此，用滚轮滚压金属表面，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。它与切削加工的方法不同，滚压加工是一种塑性加工。 被滚压加工的工件不仅表面粗糙度瞬间可以达到Ra=0.02-0.8m，而且加工工件表面硬化后其耐磨性得到提高的同时抗疲劳强度也增加了30%，可以达到切削加工无法得到的优点。 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

4、广泛的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。,2.2滚压加工的原理,ECOROLL公司在滚压加工相关设备和刀具的研发上打下了坚实的基础。这种工艺都是通过一个或多个辊或球体与工件表面相互作用而工作的。 在辊的负荷作用下，工件表面的接触位置产生了一个三维的应力状态，当超过了材料的屈服点时就会产生一种塑性变形。 当刀具或工件旋转时，这种表面的变形就会持续地在整个工件表面继续发生。正是通过这种方法，通过工件边缘区域的塑性变形就产生了非常光滑的表面。利用整个表面附近材料层的可变形性，尖峰几乎被垂直于表面向下挤压，谷底在下面被填充，通过附近表面材料层的流动而产生了光滑的表

5、面。 而不是像一种流传甚广的错误说法中所说的那样，是通过把粗糙凸起的尖端“弯曲”或“折边”而实现的。,2.3、加工原理图示,图示的箭头显示了材料朝着谷底方向移动，使其填满。塑性变形使得辊与表面的接触加大，而使位于接触点前面的尖峰移动。该轮廓图显示这种方法使用中的表面情况。压辊的下压作用阻止塑变中的材料朝着进给方向相反的方向回流。后边的角度a 可避免在这一点对已经经过滚光和深滚压的表面产生过度滚压 。,2.4、滚压加工的优点,1）适合于滚压4565HRC的各类金属材料，公差在0.013mm以内 ； 2）经过滚光的表面非常光滑，表面粗糙度Ra=0.0120.8um或更好； 3）经过滚光的表面非常适

6、合于滑动和滚动，并能承受高负载，降低了工件的运行噪音； 4）经过深滚压的表面使边缘区域产生压缩内应力，可以提高工件的抗疲劳强度、耐磨性和工件的防腐性； 5）在总的行程上可以以恒定的滚压力补偿行程； 6）滚压力也可以取决于流体压力（液压泵装置），因而加工过程可靠并能方便地重复进行， 从而保证了产品质量的一致性； 7）通过一次工装设置完成整个加工降低成本，可以代替珩磨、车削加工等，省去了硬化处理成本，投资少，使用了现成的机器； 8）环保，比珩磨及其它磨削加工方式更清洁； 9）可在数控控制的车床、加工中心或常规机床上使用。,三、产品介绍,德国ECOROLL公司是专业生产滚光工具的企业，其产品HG4-

7、9，HG6-9 和 HG13-9的“球端”受到国内外专利的保护。,3.1、液压滚压刀具系列:,3.1-1、HG系列刀具 HG系列流体静力学刀具可对极其复杂的轮廓和自由形状表面进行深滚压滚光。 HG刀具的关键部件是一个特殊的硬材料球体，它以流体静力学方式被一个球体保持装置握持。它从后边被液压装置施加了一定的压力源，这种压力介质是冷却润滑剂或油。通过压力介质，该球体对工件的表面施加一定的滚光力，以使其发生变形。可加工所有高达65HRC的金属材料。,3.1-2、HG系列刀具的结构,1、球体的尺寸： HG刀具系列包括各种不同的结构类型，其球体直径的尺寸范围在2 25毫米。 刀具是按照球体的大小分类的，

8、比如，HG6就是包括直径大约为6毫米的球体。 为了在深滚压时最大限度产生压缩内应力，应该选择装有尽可能大的球体的刀具。 提示：一般情况下，工件的轮廓决定着球体的尺寸。 2、结构类型： 因为HG刀具可满足非常多的应用领域，所以会相应地有各种不同的结构类型。 根据不同的结构类型，刀具又按照球体的尺寸进行分类，比如，HG6-2就包括了直径大约为6mm的球体，而且适用于加工圆形孔。（样本的第36页列出了基本的结构类型和相应的应用领域),3.1-3、HG系列刀具深滚压的方法,使用流体静力学刀具进行的深滚压 深滚压是可显著提高增加动力负荷下构件强度和使用寿命表面层的加工方法，深滚压曾经一度只是运用于旋转对

9、称表面的加工。而HG系列流体静力学刀具也可用于对平的和弯曲的表面（也就是所谓的自由形状表面）进行深滚压，在这里刀具进行的是弯曲的运动。流体静力学方式承夹持的球体可朝各个方向运动，这就使得刀具即使在满负荷状态下也能改变进给运动的方向。 深滚压过程 从运动的角度上说，深滚压与车削和铣切操作很相似，既可通过穿刺式（对小的半径）进给，也可进行针对自由形状采用线形进给运动。运用进给方法进行深滚压这种方法只需要两个运动：旋转 （刀具或工件，根据机器和工件的情况而定），进给（对多辊刀具是轴向，对单辊刀具是滚光力的方向）。 过程的监控 深滚压操作最重要的参数是滚光力。滚光力依靠弹簧控制刀具，可通过弹簧的变形传

10、递滚光力，每一种刀具都有自己独特的弹簧特性，使用者可对其进行操纵。通过一个测量表或传感指示装置，可测出和评估偏差的情况。对靠流体静力学系统工作的刀具，可通过测量压力来了解滚光力情况。,3.1-4、HG系列刀具选型,1.刀具类型和球体尺寸 2. 结构类型 3. L= 左边 R = 右边 K=球体 （HGx-6） H =内圆角 （HGx-6） 4. 调节角度 a 5. VDI =圆柄 SL = 方柄 SLK=短方柄 6.轴柄尺寸,3.1-5、HG刀具的安装,DD/DS旋转装置 对未安装刀具驱动装置的数控中心车床，每个转台上的高压乳液可为四台刀具提供服务。 选择安装旋转装置DD/DS会被安装在转台的

11、圆盘中央。从旋转装置的转子到刀具，敷设着坚固的压力管。压力输送管被连接到旋转装置的定子上，而且通过一个高压软管与机器以外一个成套液压装置相连。 DD/DE旋转装置 对单个的刀具供应，可提供DD/DE旋转装置。,3.1-6、应用举例说明,工件 ：球头销 零件来自 小轿车 要求的光洁度 Rz2微米 材料 锻钢 拉伸强度 1000牛顿/平方毫米 刀具 HG6-6K22-VDI40 机器 数控加工中心 车床 速度 米/分钟 250 （恒定） 旋转速度 转/分钟 可变的 进给速度 毫米/转 0.1 压力 巴 160 加工时间 3.8秒 加工任务 该刀具围绕着球型中心，按照编程设定的弧线运行。 滚光部件的

12、杆与球后边的一个终止销连接在一起， 这使得这个部件可围绕着球而摆动。 效果/优点 达到了Rz1.6微米,3.2、机械滚压刀具系列:,3.2-1.1、多辊G型机械刀具 适用加工范围：直通孔：直径在4-200毫米。 盲孔：直径在6-200毫米。 结构 1）G型刀具由主体和滚光头构成。 2）主体包括刀具轴柄和可对辊直径无级调节（步进增量为一微米）的装置。 3）刀具柄可根据选择配备莫氏锥体或圆形。 4） 滚光头由锥体、保持器部件和辊构成。 5）在直径范围内，滚光头可更换。可根据需 要，配备装有自动进给功能的刀具。 参数 1）圆周速度：可达到250米/分钟 2）进给量：每个辊0.05 0.3毫米/转 3

13、）辊长：主体的结构尺寸可为无限辊长和36毫米以上的孔径。在这个直径以下可提供标准辊长的刀具。也可根据客户要求提供特殊的结构类型,3.1-1.2、G型刀具的特点及优势,特点 可用于公差等级IT8 可用于公差等级IT11和50毫米以上的直径孔类 可加工拉伸强度达到1400牛顿/平方毫米和45HRC的各类金属材料 可达到Rz 1 微米（Ra0.2 微米）表面质量 可在数控的车床、钻床和铣床、加工中心或常规的机床上使用 旋转加工为向右方向 优点： 工作方式可靠，精确度高，加工时间短 直径调节简便而且可重复 只需要很少的润滑（油或乳液） 刀具回退时自动释压，避免对已经滚光的表面造成损坏 易损部件的更换十

14、分简便,3.1-1.3、应用举例,工件 连接杆 零件来自 燃烧式发动机 要求的光洁度 Rz2微米 材料 锻钢或轴柄承合金 刀具 G1.3-42.00 速度 米/分钟 160 旋转速度 转/分钟 1200 进给速度 毫米/转 0.8 刀具 G1.2-22.00 速度 米/分钟 110 旋转速度 转/分钟 1600 进给速度 毫米/转 0.6 加工时间 秒 1.3秒 加工任务 对两个孔进行滚光 效果/优点 孔的表面达到了最佳状态 轴柄衬在小孔中的配合得到了改善,3.1-2.1、多辊R型机械刀具,适用加工范围： 直通孔：直径201- 450mm 盲 孔：直径201- 450mm 结构 1）R型刀具由

15、一个主体和一个滚光头构成。 2）主体包括刀具柄和对辊直径进行无级调 节和可重复调节的装置。 3） R型刀具供货时配有大型圆形轴柄，也可提供特殊结构类型的莫氏锥体轴柄。 4）滚光头由外部锥体、保持器和辊构成。 5）在直径范围内，滚光头可更换。 参数 1）圆周速度：可达到250米/分钟 2）进给量：每个辊0.05 0.3毫米/转 3）辊长：标准型号的轴柄长度是在一定限度内的（参见资料表格）。 特点： 和G型多辊刀具相同。,3.1-2.2、应用举例,工件 转向杆 零件来自 小轿车前轴柄 要求的光洁度 Rz 2微米 材料 锻钢 拉伸强度 110 牛顿/平方毫米 刀具 RK 机器 转移式机器 旋转速度

16、（转/分钟） 300 进给速度 （毫米/转） 0.4 负荷 （牛顿）700 加工时间 3秒 加工任务 在铰床加工后对铰孔进行滚光 效果/优点 Rz1.5微米，而且有很高的负荷承载表面比率，适合紧密配合，有很好的负荷传导性 加工时间缩短了,3.2-3.1、单辊EG型机械刀具,EG系列包括的刀具类型有EG5、 EG14和EG45。 EG刀具包括一个滚光头（上面装有一个刀具柄），一个可使滚光头以很小的间隙和很小的摩擦力进行运动的弹簧装置。 在正常型号中，主体包括一个可间接显示弹簧力量的测量表。 EG刀具由一个装着刀具柄的主体和一个密无间隙、摩擦力很小的往复弹簧装置组成。普通结构的主体上装有一个可间接

17、显示弹簧力量的测量表。特殊设计的主体可安装一个在外部进行显示的弹簧力量测量装置。 滚光头被固定在主体的弹簧部件上。滚光头上装有一个受保持器引导的辊和装备了大尺寸滚针轴柄承的支承辊。供货中包括两个装在保持器上面的备用辊。,3.2-3.2、EG5单辊机械刀具,适用加工范围：直径55毫米以上 特点 可用于数控车床或常规的车床上，通过一次工装设置就可完成加工 表面质量可达到Rz 1 微米（Ra0.2 微米） 它可加工所有拉伸强度达到1400牛顿/平方毫米和最大为45洛氏硬度的金属材料。 模块状结构允许该刀具有通用性，通过对称的刀具结构，可作为右侧或者左侧刀具使用，可有两个车削方向。 优点 主加工时间很

18、短，省去了更换工装和次要加工 不受尘土和切屑的粘附，只需要使用很少的润滑油 通过对滚光力的测量，实现加工结果保持稳定可控 辊正面不受限制，可加工几乎到凸缘和其他边部位置，易磨损件更换简便。 参数 最大的圆周速度：150米/分钟 最大进给量：0.6毫米/转 最大滚光力：3000牛顿,3.2-3.3、应用举例,工件 环形缸 零件来自 液压离合器 要求的光洁度 Rz2微米 材料 CK60 拉伸强度 740牛顿/平方毫米 刀具 EG5-12F-VDI40 机器 数控加工中心车床 速度 米/分钟 80 旋转速度 转/分钟 210 进给速度 毫米/转 0.2 刻度盘量表显示 （毫米） 1.0 加工时间 每

19、个表面57秒 加工任务 通过一次设使用相同的刀具对环形缸的内径和外径连续进行滚光，这种刀具可用于很多不同的直径尺寸。 效果/优点 加工可靠， 减少了废品，不再需要抛光作业 。,3.2-4.1、 EG14单辊机械刀具,适用加工范围：直径120毫米以上 结构 EG14刀具由一个装着刀具柄的主体和一个密无间隙、摩擦力很小的往复弹簧装置组成。 普通结构的主体上装有一个可间接显示弹簧力量的测量表。特殊设计的主体可安装一个在外部进行显示的弹簧力量测量装置。滚光头被固定在主体的弹簧部件上。 滚光头上装有一个受保持器引导的辊和装备了大尺寸滚针轴柄承的支承辊。供货中包括两个装在保持器上面的备用辊。 参数 最大圆

20、周速度：200米/分钟 最大的进给量： 1毫米/转 最大的滚光力：10000牛顿 特点/优点 和EG系列相同。,3.2-4.2、应用举例,工件 活塞杆 零件来自 液压缸 要求的光洁度 Rz1.5微米 材料 C60V 硬度 40 洛氏硬度 拉伸强度 1000牛顿/平方毫米 刀具 EG14-1-VDI50 机器 数控加工中心 车床 速度 米/分钟 135 旋转速度 转/分钟 500 进给速度 毫米/转 0.2 刻度盘量表显示 （毫米） 0.7 加工时间 7.1分钟 加工任务 在镀铬后进行滚光擦光后，部件就可使用了 效果/优点 通过该操作可节省铬 在镀铬之前或后不再需要打光 滚光过的密封表面有更好的

21、滑动性,3.2-5.1、 EG45单辊机械刀具,适用加工范围： 用于加工过渡半径、内圆角和轮廓。 结构： EG45刀具由一个装着刀具柄的主体和一个密无间隙、摩擦力很小的弹簧装置和一个可间接显示滚光力的测量表组成，滚光头被固定在主体的弹簧部件上。 EG45-45T和EG45-45F装有浮动辊。 EG45-45M装备了一个很窄小的辊。由于结构紧凑，所以这种辊结构不能承受很高的负荷。 EG45-40M 可加工圆形表面和与其相连的半径到平面，适用于中等和较低的材料强度。 EG45-45T 可加工圆形表面或平面和与其相连的半径到平面有很高的滚光力，适用较高的材料强度。 EG45-45F 特殊类型的装有浮

22、动成型辊的刀具，可加工凸出和凹形的形状，使用冲刺式方法或进给方法,3.2-5.2、应用举例,工件 飞轮 零件来自 小轿车 要求的光洁度 Rz6微米 材料 球墨铸铁 拉伸强度 400牛顿/平方毫米 刀具 EG45-1-40M-VDI40 机器 数控加工中心 车床 速度 米/分钟 150 旋转速度 转/分钟 300 进给速度 毫米/转 0.5 刻度盘量表显示 （毫米）0.4 加工时间 19秒 加工任务 技术图纸上标出的光洁度要求是只通过车削就达到Rz12微米。大约部件的10%因为太粗糙而成为了废品，而且还因为公差太小而不能重新加工。 效果/优点 工艺可靠，消除了多余的粗糙度，减少了废品率。,3.2

23、-6.1、其它系列滚压刀具,3.2-6.2、应用举例,工件 高强度螺丝 部件来自 小轿车 前轴柄 材料 钢 硬度 48洛氏硬度 拉伸强度 1400牛顿/平方毫米 屈服强度1000牛顿/平方毫米 圆角半径（毫米） 2 刀具 EF-45 机器 数控加工中心 车床 速度（米/分钟）5 旋转速度（转/分钟）140 加工时间 7秒 加工任务 对圆角半径进行深滚压， 因为有切口效应，螺纹切口位置是比较容易出问题的区域。 在车削后以插入式方法通过一次工装设置就对螺纹切口进行了深滚压 效果/优点 根据客户的测试结果，该部件有了抗疲劳作用，工作可靠性大大增强 。,四、产品应用,4.1、铁路和道路车辆（轴、外罩、

24、轮毂、球头销） 4.2、涡轮机（涡轮机轴、圆盘、叶片、燕尾槽） 4.3、医疗移植设备 4.4、发动机和齿轮箱的构件 4.5、油田设备 4.6、螺纹 4.7、高压压力装置的阀体 4.8、张力螺栓、弯轴 4.9、焊接点 4.10、金属轧辊设备 4.11、孔（外罩、轴和法兰的孔） 4.12、航空航天部件 4.13、其它,4.1、铁路和道路车辆（轴、外罩、轮毂、）,铁路车辆的轴最好使用流体静力工具滚珠HG 13-9E270-SLxx（图7-1）或者相应的驱动变换装置HG 13-5E270-VDIxx（参见图3-1，第6页）来进行深滚压处理。 在图7-2，显示了一种投资比较少但是复制安全性也较低的解决方案。这是一种带有叶簧的机械工具EG45，滚压力量是通过一个机器进给装置进行程序控制的，滚压力量的监控是通过刻度盘表实现的。 在后部轴外罩的关键的内圆角半径，借助于两个定位在不同位置的HG6工具分两个区进行深滚压处理（图7-3到7-5）,4.2、涡轮机（涡轮机轴、圆盘、叶片、燕尾槽）,蒸汽涡轮机的涡轮机圆盘有部分暴露在炽热的蒸汽中，在其中受到非常敏感化学物质的污染，尤其是氯气。而且其他物质在伸张应力的影响下也会导致应力腐蚀裂纹。所以，消除这些应力就可以避免应力腐蚀裂纹。 圆盘（图5-2）显示出扁平锥形以及随后的过渡半径，这个位置会连接到里面的套筒轮毂直径以及对面一