滚光的作用原理及设备

    普通滚光是将零件和磨削介质放在滚筒中并进行低速旋转，依靠零件和磨料的相对摩擦进行光饰处理的工艺过程。滚光时，零件各部位的磨削程度不一样，各部位磨削程度由大到小的顺序是锐角>棱边>外表面>内表面，零件深的小孔、内表面很难滚光。

    普通滚光主要用于大批量生产的小型零件。普通滚光设备成本低，但滚光时间长，加工过程中不能检查零件的质量。普通滚光的效果与滚筒的类型、形状、尺寸、转速以及滚筒中的磨料、溶液的性质，金属零件的种类、形状等因素都密切相关。

1.滚光主体设备及种类

    滚筒是滚光加工中用到的主体设备，滚筒从形状上可分为圆柱形和多棱柱形两种。以多边棱柱形滚筒较好。由于多边棱柱形滚筒的筒壁与中心轴的半径各处不同，滚光加工时零件随筒壁旋转时有很大的角度变化，在筒中经常变换位置，相互碰撞和摩擦的机会增多，从而缩短滚光时间，提高滚光质量，因此在实际生产中得到了广泛的应用。

    滚筒的形状大多是六角形或八角形，筒壁一般使用钢、硬聚氯乙烯板或耐水硬质木板制作。钢板筒壁耐磨、耐碱，但不耐酸，工作时噪声大。硬聚氯乙烯筒壁耐酸、耐碱，工作时噪声小，但耐磨性差，通常适合于制作小型滚筒。耐水硬质木板筒壁工作时噪声小，但耐磨、耐碱性较差。

    滚筒的尺寸应根据零件的大小和生产量来确定。滚筒的大小主要按滚筒的直径和长度区分，滚筒的内切圆直径一般为300～600mm,滚筒的长度按筒内的隔间多少而定，单间的滚筒长度约为600～800mm,双间的长度约为800～1500mm。在条件允许的情况下，尽量选择大滚筒。由于装载量大，压力大，摩擦力大，可缩短滚光时间，提高生产效率。但也不能太大，否则会划伤零件。为了提高产量，不能无限制地加大滚筒直径，而应该加大滚筒长度，这样既可加大容积，又不致划伤零件。常用的滚筒有以下几种。

    (1)倾斜式开口滚筒  这种滚筒是多边形棱柱体，倾斜安装，工作时滚筒绕与水平面成一定倾角的中心线转动。、磨光能力差，用于轻度滚光。有时将木屑或其他吸水材料与零件一起滚动，对零件有干燥作用。

    (2)卧式封闭滚筒  这种滚筒为六边形或八边形棱柱，零件与磨削介质从开口处装入后，盖紧密封盖，绕水平轴旋转滚光。这种滚筒应用最广。

    (3)卧式浸没滚筒这种滚筒也是卧式安装，筒体可为圆柱形或六至八边棱柱形，筒体表面钻有很多孔，工作时滚筒浸在装有磨削介质的槽中绕水平轴转动。其特点是滚磨下来的锈蚀及其他污物很容易从筒壁上的孔中流出来，可以减小零件滚光后的清洗工作量。

    为了防止不同类型的零件混在一起，可将卧式封闭滚筒和浸没滚筒分隔成若干个小间，分装不同的零件，同时在一台设备内滚光。

2.滚光参数的选择

    (1)装载量  零件装载量一般占滚筒体积的60%～70%,最多不能超过75%,最少不能少于30%。若装载量过高，滚筒旋转时，零件与零件、零件与磨料间的相对运动小，滚磨作用弱，滚光时间延长；若装载量太小，则零件与磨料之间或零件与零件之间碰撞严重，表面粗糙。

    (2)滚筒转速  滚筒的转速应适当，滚筒转速与磨削量成正比，但转速超过一定数值后又下降，这是因为滚筒转速过高时，零件在离心力的作用下将紧贴在筒壁上，因而减少了零件间相互摩擦的机会，产生磨削量减少的结果。另外，转速过高也可能使零件被离心力带到滚筒上端后直接跌落下来，造成零件之间的碰撞而使零件变得粗糙。滚筒的适当转速应控制在20～45r/min之间，滚筒直径较大、零件较重或者滚光薄片状的零件及软金属的零件时，转速应适当降低。

    (3)磨料与滚光液  为了使零件表面，特别是表面的低凹处和孔内表面获得光泽，应该在滚光时加入磨料。常用的磨料有铁屑、钉子头、石英砂、碎皮革、浮石、陶瓷片等。磨料的尺寸一般应该小于零件孔径的1/3或大于零件孔径，以防止磨料堵塞零件的内孔。用铁质磨料滚光铜件和钢件时，磨料不能混用。当要求滚光零件的表面粗糙度较低时，可使用不同直径的钢球作为滚光介质，滚光材质软的零件时，也可采用玻璃球或瓷珠作为滚光介质。

    滚光时加入具有不同功能的滚光液，不仅有利于提高滚光的质量，还可以扩展滚光的功能。比如，当零件表面有少量油污时，滚光时可加入少量的碳酸钠、肥皂、皂角粉、洗衣粉、金属清洗剂或乳化剂等具有脱脂功能的滚光液，就可以将零件的除油和降低表面粗糙度二者结合起来；当零件表面有锈时，可加入稀硫酸或稀盐酸；使用具有酸洗和脱脂功能的滚光液与零件一起滚光，就可以将零件的除氧化物(除锈)、脱脂和降低表面粗糙度三者结合起来，提高了生产效率，同时也降低了生产成本。滚光液的加入量一般控制在零件、磨料、滚光液三者的体积总和达到滚筒体积的80%～90%。

    滚光液的配方随用途的不同差异很大，国内以用稀硫酸、稀氢氧化钠溶液加茶籽粉的配方居多。不同金属材料常用的滚光液配方见表2-24和表2-25。

    为了提高小零件的表面光洁度，先将小零件除油、浸蚀后，再加下述配方的滚光料，进行干式滚光，效果较好。干式滚光液配方如下：

        棉花籽        60%～80%   木屑(或谷壳)        15%～18%

        氧化铁红(Fe₂O₃)     5%    油酸                      1%～2%

    (4)滚光时间  根据零件表面的原始状态和滚光后的质量要求，决定滚光时间，可在几小时到几天内变化。通常都根据经验选定，经试验后最后确定。下面是滚光时间的经验数据：

        钢质冲压件        2～8h    灰生铁铸件              50～80h

        铸钢件            30～40h   有色金属铸件(如黄铜)10～15h

        机加工件           2～4h

本文转载自《电镀前处理与后处理》编著    李异
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