【正文】 量決定前工序的尺寸。直徑的變化量與工件的材質(zhì)、硬度、滾壓量有關(guān)，所以最初進(jìn)行 2～ 3 次試加工 后決定其尺寸。 (3)驅(qū)動(dòng)機(jī)械 4 滾壓加工與切削加工不同，不需大扭矩，小功率 車(chē) 床也可以使用。 (4)加工部分的壁厚 滾壓加工是用滾柱滾壓加工部分的表面，使其致密化。所以，為了能夠承受加工壓力，待加工部分應(yīng)有充分的壁厚（內(nèi)徑的 20%）。壁厚太薄或部分薄時(shí)，加工后將發(fā)生起伏或真圓度下降。 通常按以下方法解決這個(gè)問(wèn)題： ① 減少滾壓量； ② 利用夾具支撐外周；③ 在削薄壁厚以前實(shí)施滾壓加工。 (5)加工部分的硬度 滾壓頭可加工的工件硬度上限值為 40HRC，但是也特制加工高硬度工件(硬度 上限值為 55HRC)用的滾壓頭。滾壓加工高硬度工件時(shí)，加工部分由于承受壓力大，工具壽命縮短。所以為得到所需精度的加工面，主要措施是減少滾壓量。 (6)轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量 向右旋轉(zhuǎn)滾壓頭進(jìn)行滾壓加工；也可固定滾壓頭，工件旋轉(zhuǎn)也可得到同樣結(jié)果。轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度根據(jù)加工直徑不同而不同。 一、滾壓效率明顯高于磨削，而且質(zhì)量穩(wěn)定； 二、造價(jià)低，調(diào)整方便，減少輔助時(shí)間； 三、滾壓后表面得以強(qiáng)化提高活柱簡(jiǎn)的使用壽命，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 本文主要研究?jī)?nèi)容 一、采用合理的結(jié)構(gòu)，同時(shí)進(jìn)行車(chē)削和滾壓 加工； 二、 設(shè)計(jì) 合適的 滾子以及所需的相關(guān)的計(jì)算； 三、采用合理的冷卻系統(tǒng)； 四、采用有效的微量進(jìn)給系統(tǒng)； 五、采用合理的結(jié)構(gòu)便于機(jī)械的安裝、維修和調(diào)節(jié)。 5 第 2 章 設(shè)計(jì)方案的確定 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 活柱筒的外圓加工 工件材料： 27SiMn 加工方法： 車(chē)滾壓 加工要求： 外徑為 0 mmf 內(nèi)徑為 75mm 粗糙度 m 直線度為 選用機(jī)床： CA6140 設(shè)計(jì)方案的確定 活柱筒外圓的車(chē)滾壓加工是用車(chē)滾壓機(jī)床來(lái)實(shí)現(xiàn)的，車(chē)滾壓機(jī)床就在普通車(chē)床加裝車(chē)滾壓裝置，車(chē)滾壓裝置是由車(chē)刀和滾壓器組成的，車(chē)刀在滾壓器前面，使車(chē)削滾壓同時(shí)順序進(jìn)行。裝置后面用一特殊的堆堵用來(lái)同車(chē)床卡盤(pán)一起定位活拄筒，此外還有冷卻系統(tǒng)是用來(lái)降低車(chē)削和滾壓溫度的。 如下圖所示，該裝置安裝在車(chē)床大托板的燕尾槽導(dǎo)軌上，其車(chē)削動(dòng)作是由搖動(dòng)車(chē)刀架手柄實(shí)現(xiàn)的，搖動(dòng)手柄使車(chē)刀徑向進(jìn)給或后退，并按安裝在車(chē)刀架上的百分表指示來(lái)控制加工尺寸，保證滾壓余量。滾壓動(dòng)作是由均習(xí)分布的滾子來(lái)實(shí)現(xiàn)的，滾子被支承架限制在等分的 圓周上，工作時(shí)徑向滾壓力由跑道承受，因滾子在 360176。度圓周上均布，使向心力具有自動(dòng)定心作用，滾壓力的軸向分力則傳給套，再通過(guò)止推軸承傳給軸承套，軸承套通過(guò)調(diào)整螺母?jìng)鬟f給外殼。跑道內(nèi)孔有個(gè)小錐度，通過(guò)調(diào)整螺母調(diào)節(jié)滾子在跑道上的相對(duì)位置，從而實(shí)現(xiàn)微量調(diào)節(jié)。工作時(shí)，車(chē)床主軸上的卡盤(pán)卡住活柱筒不用加工的一頭，工件的另一頭用與工件加工要求的尺寸一致的一個(gè)特制的長(zhǎng)錐堵頂著。長(zhǎng)錐堵的長(zhǎng)度應(yīng)略長(zhǎng)于滾壓裝置，這樣當(dāng)滾壓完畢后可以把滾壓裝置完全退到錐堵上，以便換件，繼續(xù)下一個(gè)工件的加工。為了防止車(chē)削過(guò)程中鐵屑和冷卻液四外飛濺， 在前后加裝擋板，為了便于在加工過(guò)程中觀察加工情況，把位于可視車(chē)削過(guò)程的部位換成一個(gè)可方便打開(kāi)的擋板。 6 圖 21 車(chē)滾壓裝置簡(jiǎn)圖 7 第 3 章 工作參數(shù)的選擇 滾壓力 滾壓力是滾壓過(guò)程中的主要參數(shù)，滾壓力的大小直接關(guān)系到工件表面的變形程度和加工效率，滾壓力的確定是比較復(fù)雜的，因?yàn)橛绊憹L壓力的因素很多．材料的強(qiáng)度和硬度越高，原始表面粗糙度值越大。滾壓元件直徑越大，進(jìn)給量越大，則滾壓力相應(yīng)的也越大。滾壓力選取過(guò)大 ，滾壓后粗犍度不但得不到降低，相反會(huì)引起表面金屬疲勞，出現(xiàn)起皮現(xiàn)象。滾壓力的選擇是有一定范圍的 ，直觀的辦法是調(diào)節(jié)滾壓量來(lái)控制滾壓力的大小，并根據(jù)滾壓后的零件表面粗糙度來(lái)判斷滾壓力是否合適。 過(guò) 盈 量 滾壓過(guò)盈量的選擇，原則上應(yīng)盡量使用較小的滾壓力，保證精度和粗糙度的要求。選擇過(guò)盈量不僅要考慮工件的塑性變形量，而且要考慮到工件在半徑方向上的彈性變形量?；钪餐鈭A滾壓裝置的安裝尺寸為被加工圓柱筒的最小尺寸。以尾座孔活頂尖外套直徑來(lái)調(diào)整滾柱所在圓直徑，每次調(diào)整到滾壓試件的尺寸及粗糙度滿足要求后，再投入批量生產(chǎn)。 根據(jù)文獻(xiàn) [1]，滾壓的過(guò)盈量按下式選?。? pet h h eD = + + D 式中： tD — 過(guò)盈量，滾壓前滾子的對(duì)刀尺寸與車(chē)刀對(duì)刀尺寸之差； ph — 壓下量，滾壓后軸徑實(shí)際尺寸與滾壓前車(chē)刀對(duì)刀尺寸之差； eh — 彈性恢復(fù)量，在擠壓作用下， tD 高度內(nèi)，一部分金屬產(chǎn)生塑性變形產(chǎn)生 ph ，一部分產(chǎn)生彈性變形 eh 。 eD — 擴(kuò)張量，其大小與機(jī)床工藝剛度，切削用量（ Vf）大小，工件的外形是否規(guī)則，彎曲度大小有關(guān)。 根據(jù)不同的工件材質(zhì)， ph 、 eh 、 eD 選取不同數(shù)值，根據(jù) 文獻(xiàn) [1]，過(guò)盈量一般選取 tD =~ 為宜，后面就以 tD = 來(lái)計(jì)算。 8 滾壓速度 滾壓速度對(duì)加工表面的粗糙度及強(qiáng)化程度的影響不大，增大滾壓速度可提高生產(chǎn)效率。但速度過(guò)高會(huì)引起振動(dòng)，同時(shí)還會(huì)增高工件與工具的溫升。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn) ,將活柱筒滾壓速度定為 72～ 78m／ min。 滾壓進(jìn)給量 圖 31 進(jìn)給量與殘留高度的關(guān)系 進(jìn)給量是滾壓加工中的主要工藝參數(shù)它直接影響到滾壓后工件表面的粗糙度和加工效率。從中可以看出，決定殘留高度 h 的因素為滾壓元件圓弧半徑 R 和進(jìn)給量 ,進(jìn)給量愈小 ,則表面殘留高度 h 愈小。因此，較小的進(jìn)給量有利于降低表面粗糙度，但進(jìn)給量增大可提高生產(chǎn)率。由于滾柱滾壓接觸面積較大 ,能承受較大滾壓力 ,可選取較大的進(jìn)給量。通過(guò)試驗(yàn)，對(duì)進(jìn)給量的選擇一般為 f=(～ )dmm／ r，取 f=／ r 試驗(yàn)效果良好。 切削用量 有關(guān)試驗(yàn)證明，加工高強(qiáng)度低合金結(jié)構(gòu)鋼 27SiMn 時(shí)，欲保證高質(zhì)量、高效率條件下刀具的耐用度（ t=40min） ,選用普通硬質(zhì)合金刀片遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了要求，刀具常因過(guò)大磨損導(dǎo)致軸的粗造度值上升，故采用 YW 726 等普通硬質(zhì)合金涂層刀 片，能取得滿意的效果。 根據(jù)文獻(xiàn) [1]記載，切削深度為 pa =2~3mm。由于切削和滾壓是同時(shí)進(jìn)行的，二者必然是同一進(jìn)給量和切削（滾壓）速度。所以車(chē)刀切削速度 也為 9 72～ 78m／ min， 已知工件直徑為 92mm,轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)數(shù) n=250~270r/min,查CA6140 主要技術(shù)參數(shù)可得，相應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù) V 有 250 r/min，所以滾壓時(shí)選取車(chē)床轉(zhuǎn)數(shù)為 250r/min， 進(jìn)給量取 f=／ r即可。 工件原始表面質(zhì)量 活柱筒材料是 27SiMn，調(diào)質(zhì)硬度 HB270— 310,因而可塑性較差，如果滾壓前加工表面過(guò)于粗糙，滾壓力大，將導(dǎo)致滾柱磨損，影響滾壓質(zhì)量。一般滾壓預(yù)加工表面粗糙度以 m 最佳。 冷卻液 合理選擇使用冷卻潤(rùn)滑液，可使切削溫度降低至約 150186。C，使切削力降低 15％一 30％，提高刀具和滾柱的使用壽命，并能清除切屑和減小摩擦，從而提高滾壓質(zhì)量。通常選用一般的防銹乳化液為宜，可由車(chē)床水泵供給，但應(yīng)有沉淀過(guò)濾裝置，保持乳化液的清潔。 10 第 4 章 主要結(jié)構(gòu)的確定及校核 滾子設(shè)計(jì)及計(jì)算 滾子的設(shè)計(jì) 常用的滾子有滾珠、圓柱滾子和圓錐滾子等。滾珠僅用于滾壓力較小，生產(chǎn)率低及剛性差的工件滾壓；圓柱滾子由于沒(méi)有滾壓后角，加工時(shí)金屬層塑性變形的條件比較惡劣，圓柱在加工中處于滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)連帶進(jìn)給的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此常在加工表面產(chǎn)生滑移，留下滾柱后緣的進(jìn)給壓痕，加之摩擦力較大，影響了加工表面質(zhì)量，且一般徑向不能調(diào)整；圓錐滾子是在克服圓柱滾子缺陷的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種滾壓工具，其優(yōu)點(diǎn)是：由于存在滾壓后角，使?jié)L柱與工件表面加工中易于形成“水滴”狀壓痕，寬度方向在前，向后漸窄，這樣不僅避免了擠壓時(shí)塑性材料 流向加工表面形成加工中易于形成的魚(yú)鱗狀堆積，而且還可防止?jié)L柱后沿在已加工表面所產(chǎn)生的進(jìn)給壓痕，使孔加工質(zhì)量得以改善，其次錐柱滾子加工時(shí)與工件表面的實(shí)際接觸面積較大，故能承受圈套的滾壓力，選用的較大的進(jìn)給量，生產(chǎn)率比用圓柱滾子為高。相比而言，圓錐滾子優(yōu)點(diǎn)較多，故本滾壓裝置采用的是圓錐滾子。 下圖為圓錐滾子的結(jié)構(gòu)圖： 圖 41 滾子結(jié)構(gòu) 滾子直徑及圓弧半徑 會(huì)影響 加工表面的 質(zhì)量： 滾子直徑越大，滾子接觸 11 此處省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說(shuō)明書(shū)和 設(shè)計(jì) 圖紙等 .請(qǐng)聯(lián)系 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！ 該論文已經(jīng)通過(guò)答辯 導(dǎo)軌的選定 因?yàn)楸狙b置是安裝在車(chē)床的大托板的燕尾槽導(dǎo)軌上的，所以外殼與大托板相聯(lián)接的燕尾槽尺寸必須以大托板上的燕尾槽尺寸相配合。但是此處聯(lián)接為固定聯(lián)接，不是為了導(dǎo)向，所以可不設(shè)鑲條來(lái)調(diào)隙，而用一個(gè)緊定螺釘來(lái)限制殼體在大托板上的運(yùn)動(dòng)。此外，因本裝置還有個(gè)車(chē)削裝置，所以還需一個(gè)導(dǎo)軌，由于尺寸受限，所以還是選擇燕尾槽導(dǎo)軌。燕尾槽導(dǎo)軌的特點(diǎn)是：制造復(fù)雜，磨損不能自動(dòng)補(bǔ)償，用一根鑲條可調(diào)整間隙尺寸，尺寸緊湊，調(diào)整方便。主要用于要求高度小的部件中，車(chē) 床的刀架也用這種導(dǎo)軌。 其余結(jié)構(gòu)的確定 滾壓過(guò)盈量的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 滾壓過(guò)盈量的大小在主要取決跑道內(nèi)孔的加工尺寸、滾子的尺寸以及車(chē)刀加工后的余量。在這些大的尺寸都確定后，還一個(gè)設(shè)計(jì)可以微量的調(diào)節(jié)過(guò)盈量。就是在跑道內(nèi)孔加工一個(gè)小錐度，這樣就可通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)整螺母的位置來(lái)調(diào)節(jié)滾子在跑道上的相對(duì)位置，從而實(shí)現(xiàn)微量調(diào)節(jié)。跑道承受著滾子傳遞來(lái)的滾壓力，磨損比較嚴(yán)重，故有耐磨性好的鉻軸承鋼 GCr15。 GCr15 的硬度為 170～ 207，其特點(diǎn)是耐磨性高，淬透性好，疲勞壽命高，一般經(jīng)淬火、低溫回火后使用，淬火后冰冷處 理，可保證高尺寸精度，氰化處理可進(jìn)一步提高耐磨性、耐熱性、疲勞強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性。用于制造大型機(jī)械的軸承鋼球、滾子和套圈，還可制造彈性極限、高耐磨、高接觸疲勞強(qiáng)度的較大負(fù)荷零件，在該裝置中可作為易損件，一旦失效就另?yè)Q一個(gè)。 吃刀深度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 本裝置有需要有一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)刀具進(jìn)退，還可微量調(diào)節(jié)的裝置。進(jìn)退刀仍采用傳統(tǒng)機(jī)床的刀具進(jìn)給裝置，用一手柄加一高精度螺紋配合來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn) 12 退刀，用一燕尾槽導(dǎo)軌來(lái)導(dǎo)向，再加一個(gè)百分表來(lái)實(shí)現(xiàn)微量調(diào)節(jié)。由于車(chē)刀在加工過(guò)程中不需要對(duì)反復(fù)地進(jìn)刀、退刀，吃刀量的大小對(duì)滾壓的效果的影響，吃刀量太大車(chē)削表面精糙大，影響滾壓效果；吃刀量太小，增大了滾壓的負(fù)擔(dān)，也有可能影響滾壓效果。所以在通常情況下，刀具是通過(guò)多次試加工而找出效果最好的位置，一但刀具位置確定，基本在后續(xù)加工中就不再調(diào)整。百分表作用就是用于刀具的位置的微量調(diào)節(jié)。 車(chē)刀的選用 上文提到，車(chē)刀用的是 YW 726 等普通硬質(zhì)合金涂層刀片，刀桿選用20 20mm。為了提給緊接的滾壓加工提供更好的條件，對(duì)車(chē)刀的有如下要求： 一、刀具主偏角為 75186。，這樣切削較厚，易于斷屑，另外刀頭磨有斷屑臺(tái)，保證斷屑； 二、刀頭的前角、后角、偏 角都比較小，增加了刀尖強(qiáng)度； 三、刀尖磨有 圓角，起過(guò)渡和修光刃作用，同時(shí)付偏角較小，使刀痕的峰谷較平緩，利于滾壓。 擋屑裝置 因?yàn)榇嬖谇邢鲃?dòng)作，而且還有冷卻液，所以在裝置前后都設(shè)置擋板，前罩要以后罩大些。為了可以方面觀察車(chē)削的狀況，把前罩擋住視線的那一塊獨(dú)立出來(lái)，用一個(gè)鉸鏈連接，再加個(gè)手柄，這樣就方面隨時(shí)打開(kāi)觀察。擋板材料采用碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235，其焊接性能好，常用于金屬結(jié)構(gòu)件，心部強(qiáng)度要求不高的的滲碳或氰化零件，拉桿、連桿、吊鉤、車(chē)鉤、螺栓、螺母、套筒、軸及焊接件，可用于重要的焊接結(jié)構(gòu)。 冷卻裝置 由于加工過(guò)程中速度不是很高，所以對(duì)冷卻系統(tǒng)沒(méi)有很高要求，用CA6140 的冷卻裝置就可以了，冷卻液有乳化液就可以了。用車(chē)床的水泵給裝置提供一定壓力的乳化液，可以沖掉鐵屑，而且需要有沉淀過(guò)濾裝置，保持乳化液的清潔，減少不必要的磨損。 13 第 5 章 外圓滾壓加工注意事項(xiàng) 一、外滾壓加工配套設(shè)備精度要求：車(chē)床主軸徑向跳動(dòng)在 以下 ,尾架中心與主軸中心同軸度要求 。車(chē)床導(dǎo)軌剛性要求較高，其直線度為 。這樣才能保證滾壓加工尺寸精度和表面精度的穩(wěn)定性。 二、滾壓加工中 要使用冷卻液。一般采用乳化液來(lái)降低滾壓加工過(guò)程溫度和沖掉工件外圓表面的屑末，特別是當(dāng)車(chē)削～滾壓聯(lián)合使用時(shí)，要以一定的壓力進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑，并沖掉車(chē)削下來(lái)切屑。否則，這些切屑會(huì)夾雜到滾壓裝置中去，影響滾壓加工效果，甚至劃傷滾壓裝置的滾柱，使?jié)L壓加工無(wú)法進(jìn)行。 三、滾壓加工中途不宜停車(chē)。不然，滾壓裝置中的滾柱會(huì)在工件停留處壓出一道環(huán)形槽而無(wú)法消除。若遇到特殊情況一定要停車(chē)時(shí)，應(yīng)及時(shí)退出滾壓裝置。 四、 提高工件表面粗糙度， 有利于 滾壓加工效果。在預(yù)加工粗糙度達(dá) 時(shí)，只要過(guò)盈量合適，粗糙度可達(dá) 以上。但當(dāng) 預(yù)加工粗糙度只有 ～ ，加工表面有振動(dòng)亂刀紋時(shí)，那么較深的刀紋不能被滾壓光，這只有增加過(guò)盈量再次滾壓。如果孔的橢圓度和錐度過(guò)大，滾壓后上述缺陷仍然存在，同時(shí)粗糙度大。因此，預(yù)加工表面最好小于 ，幾何精度在一、二級(jí)以上，能獲得小的粗糙度，較理想的精度。 五、 滾壓的次數(shù)不宜太多。一次滾壓效果最為顯著，可降低粗