1、基本內涵
       光整加工技術是機械加工領域的一類基礎性工藝技術，屬于精密和超精密加工的范疇。作為提高零件表面質量和表面完整性的重要方法，光整加工技術近年來不斷得到政府、高校、科研院所和企業(yè)（尤其是高端裝備制造企業(yè)）的重視。
       光整加工方法很多，按加工時所需能量提供方式的不同，可分為機械法、化學和電化學法、熱能法等。機械法中，按照磨料或磨具在加工過程中所處的狀態(tài)（即是否與工件保持確定的相對位置）又可分為自由磨具光整加工和非自由磨具光整加工，例如砂帶拋光屬于自由磨具光整加工。
       滾磨光整加工屬于一類典型的自由磨具光整加工技術，是將處于自由狀態(tài)或非自由狀態(tài)的零件置于盛有加工介質（滾拋磨塊、磨劑、水等）的容器中，加工時，使零件、容器或兩者同時產生一定的運動形式，進而使零件和滾拋磨塊之間形成復雜的相對運動。在相對運動的作用下，處于游離狀態(tài)的滾拋磨塊以一定的作用力對零件表面進行碰撞、滾壓、滑擦和刻劃的微量磨削作用，從而改變零件表面的幾何特征（降低表面粗糙度值，增加表面輪廓支承率，改變表面紋理，去除毛刺等缺陷），改善表面層的物理力學性能（提高表面顯微硬度，表面形成變質層，改善表面應力狀態(tài)等），提高零件的清潔度，綜合改善零件的表面完整性，提高零件及產品的使用性能和壽命，達到對零件表面光整加工的目的。
       滾磨光整加工是一種典型的、常用的、有效的表面光整加工方法，其主要優(yōu)點包括：（1）可以實現不同大小、不同形狀和不同材質的工件的批量加工；（2）可以一次性全方位加工到各種工件的幾乎所有復雜結構部位；（3）可以同時對影響工件表面質量的外觀質量、表面粗糙度、表面紋理、毛刺棱邊、表面應力狀態(tài)、清潔度等多指標綜合進行改善；（4）對加工設備的制造精度要求低，相應的設備維護、滾拋磨塊和磨劑消耗總體費用相對較低。

       2、典型滾磨工藝及加工效果
       滾磨光整加工已有回轉式、離心式、振動式、渦流式、旋流式、主軸式等多種類型，太原理工大學通過31年的光整加工技術研發(fā)，與中國兵器工業(yè)第70研究所建立起了21年穩(wěn)定的產學研合作關系，先后研制開發(fā)出了各種類型的系列化滾磨光整加工設備（離心式滾磨機、旋流式滾磨機、主軸式滾磨機等10余系列）、輔料等10余種，在同行業(yè)中處于領先地位。圖1為自主研發(fā)的某一型號的旋流式、臥式主軸式和立式離心式滾磨光整加工設備照片。圖2為滾磨光整加工使用的不同滾拋磨塊和滾拋液。圖3為自主研發(fā)的某一型號的滾磨光整加工使用的滾拋磨塊抽吸和水循環(huán)系統(tǒng)。        以往曲軸光整大多采用滾壓圓角、手工去油孔毛刺、砂帶拋光和絨布拋光四道工序，生產率和表面質量均難達到理想要求。在分析曲軸結構特點及使用要求基礎上，提出了曲軸類零件一次性全方位光整加工技術方案，實現了長度范圍4000mm內的各種異形軸類零件的光整加工。數據分析對比見表1~表3。該技術解決了大中型曲軸、凸輪軸光整加工的現實難題，也已大量應用于齒輪軸、滾珠絲杠、螺線槽輥等相關軸類零件光整加工。        在分析齒輪等復雜盤類零件結構特點及使用要求基礎上，研發(fā)了盤類零件系列滾磨光整加工設備，齒輪經加工后，毛刺去除，棱邊倒圓均勻，齒形輪廓部位形成R0.2mm~0.3mm圓角，齒根部位加工效果明顯改善，清潔度有效提高，表面顯微硬度提高6%左右，表面壓應力值增加近-300MPa，大大改善裝配傳動性能，已用于各類齒輪、整體葉盤、渦輪盤、輪轂等復雜結構盤類零件的光整加工。某廠專用彈簧經滾磨光整加工后，循環(huán)使用次數由3.6萬次提高到5.2萬次。
       部分零件滾磨光整加工前后的效果對比見圖4。        采用自主研發(fā)的自由磨具光整加工成套技術，有效改善了多形態(tài)摩擦副零件的表面完整性，同步完成了零件表面的初期磨損，大幅提高了零件及整機的清潔度，綜合縮短了整機出廠磨合時間，降低燃油消耗，優(yōu)化磨合過程。柴油機工業(yè)運行試驗表明：整機出廠磨合時間減少50％左右，燃油消耗率減少3~4g/kW•h，節(jié)約燃油、工時、水電等；機油油樣Fe元素含量減少18%~35%，整機運行清潔度明顯提高；用未光整零件和光整零件分別裝配2萬臺整機，跟蹤一年統(tǒng)計，曲軸軸頸拉傷、劃瓦故障率由0.55%減少為0.069%，可靠性提高；外特性曲線改善，有效功率提高，噪聲降低1dB。
       基于研究成果制定的機械行業(yè)標準“內燃機 零部件表面光整加工 技術條件（編號：JB/T 11082-2011）”、“內燃機用光整機（編號：JB/T 11083-2011）”，船舶行業(yè)標準《船舶推進系統(tǒng)零部件表面光整加工技術要求》（CB/T4224-2013）標準已實施。

       3、結束語
       截止目前，滾磨光整加工設備及工藝已推廣應用到25個省、市、自治區(qū)的近400家制造類企業(yè)用戶。具體領域包括：（1）兵器工業(yè)、航空（天）、高檔數控機床、軌道交通裝備等高端裝備制造業(yè)；（2）新一代核電、風電等新能源裝備業(yè)；（3）汽車、內燃機、高效傳動與驅動、煤機裝備、高端儀器、機械基礎零部件、石化裝備、紡織機械、五金件等傳統(tǒng)制造業(yè)。
       隨著中國制造2025等國家系列重大戰(zhàn)略舉措的不斷推進，我國的工業(yè)基礎能力將不斷強化，光整加工技術必將獲得前所未有的發(fā)展機遇。滾磨光整加工技術已在飛機和坦克發(fā)動機典型零件、高端變速箱典型零件、大中型汽輪機葉片、風電裝備大模數齒輪等復雜或大型高端零件得到一定范圍的應用。但由于滾磨加工過程中強制液粒耦合流場復雜性，多指標綜合變化，以及軟物質加工環(huán)境與條件的限制，如何實現對滾磨光整加工過程的有效控制是該技術向高端化、精準化加工發(fā)展亟需解決的難題。

       作者簡介:
       李文輝，男，工學博士，教授，現任太原理工大學機械工程學院副院長。一直從事精密表面光整加工方向和特種加工方向的研究工作。以第一作者發(fā)表相關學術論文20 余篇（EI收錄8篇），獲得國家發(fā)明專利2項，主持完成省級科研項目和橫向科研項目各一項，作為主要參與者合作完成國家自然科學基金項目2項。