【正文】 I 摘要 本說(shuō)明書詳細(xì)介紹了車滾壓的加工原理，而且以活柱筒為例，詳細(xì)設(shè)計(jì)了一個(gè)用于活柱筒外圓加工的車滾壓裝置，最后仔細(xì)分析了本裝置的適用范圍和經(jīng)濟(jì)價(jià)值等內(nèi)容。 活柱筒的外圓加工通常采用 (車 — 磨 )等工序，但是本裝置采用一種新的方法 —— 滾壓加工，來(lái)實(shí)現(xiàn)外圓表面的粗糙度的要求， 而且 滾壓加工還有提高工件硬度、耐磨性、耐腐蝕性等 在切削加工中無(wú)法得到的特性。 本裝置只需對(duì)普通車床加以改造，把大托板上的刀架換成本裝置，就可以實(shí)現(xiàn)精密加工的效果。本裝置適用于幾乎所有外圓表面加工，而且對(duì)那些對(duì)表面有較高要求的工件，更能發(fā)揮出本裝置 的優(yōu)勢(shì)。本裝置是一種工藝裝備，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)于一般的廠家都有能力自行設(shè)計(jì)并制造出適合其產(chǎn)品的車滾壓裝置。 關(guān)鍵詞：車滾壓、外圓、滾子、粗糙度 II Summary The specification expounds the lathinggrinding processing principle, takes Inner prop drum as an example in designing a lathinggrinding device used in outercircle processing of Inner prop drum in details, and at last anatomizes the application scope and economic value multiplied with other information of this installation. The outercircle processing of Inner prop drum usually uses a working procedure, called Lathing— Grinding and so forth. However, this device mentioned above adopts a new way named Rolling processing, aiming at achieving the requests of coarseness degree of outercircle, improving the unobtainable characteristics of the workpieces in the process of Cutting, such as hardness, abrasive resistance as well as tarnish resistance and so on. The precision finishing could e into effect as long as the engine lathes are reconstructed and the tool holders on the splints are exchanged with the LathingGrinding, which could apply to every outercircle surface processing and moreover make full use of it with reference to those workpieces whose surface processing calls for a higher demand. Almost every ecumenical manufacturer could have the capability to produce suitable lathinggrinding devices all by themselves, because this device, as technological equipment, is of simple configuration. Key words: LathingGrinding、 Outercircle、 Roller、 Coarseness degree 目 錄 摘要 ????????????????????????????? Ⅰ Summary ???????????????????? ??????? Ⅱ 第 1 章 緒論 ????????????????????????? 1 選題意義 ??????????????????????? 1 滾壓加工的概況 ???????????????????? 1 滾壓加工的概念 ????????????????? 1 滾壓加工的原理 ????????????????? 1 滾壓加工的特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)合 ??????????? 2 滾壓加工的分類 ????????????????? 2 本文主要研究?jī)?nèi)容 ???? ??????????????? 4 第 2 章 設(shè)計(jì)方案的確定 ???????????????????? 5 2. 1 設(shè)計(jì)參數(shù) ??????????????????????? 5 2. 2 設(shè)計(jì)方案的確定 ???????????????????? 5 第 3 章 工作參數(shù)的選擇 ???????????????????? 7 滾壓力 ???????????????????????? 7 過(guò) 盈 量 ??????????????????????? 7 滾壓速度 ??????????????????? ???? 8 滾壓進(jìn)給量 ?????????????????????? 8 切削用量 ??????????????????????? 8 工件原始表面質(zhì)量 ??????????????????? 9 冷卻液 ???????????????????????? 9 第 4 章 主要結(jié)構(gòu)的確定及校核 ????????????????? 10 滾子設(shè)計(jì)及計(jì)算 ???????????????????? 10 滾子的設(shè)計(jì) ??????????????????? 12 滾子的失效分 析 ????????????????? 12 滾壓器的尺寸計(jì)算 ??????????????????? 13 軸承的選擇及計(jì)算 ??????????????????? 15 軸承的受力分析 ????????????????? 15 軸承壽命計(jì)算 ?????????????????? 16 導(dǎo)軌的選定 ?????????????????????? 16 其余結(jié)構(gòu)的確定 ???????????????????? 17 滾壓過(guò)盈量的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) ?????????????? 17 吃刀深度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) ??????????????? 17 車刀的選用 ??????????????????? 17 擋屑裝置 ???????????????????? 18 冷卻裝置 ???????????????????? 18 第 5 章 外圓滾壓加工注意事項(xiàng) ????????????????? 19 第 6 章 車滾壓的加工效果 ??????????????????? 20 尺寸精度和表面粗糙度 ?????????????????? 20 金屬內(nèi)部的物理變化 ????? ?????????????? 20 表面性能的變化 ????????????????????? 21 第 7 章 車滾壓裝置的用途 ??????????????????? 22 第 8 章 經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析 ????????????????????? 23 結(jié)論 ????????????????????????????? 24 致謝 ????????????????????????????? 25 參考文獻(xiàn) . ??????????????????????????? 26 專題 快速制模技術(shù) ???????????????? ?????? 27 附錄 1 ????????????????????????????? 36 附錄 2 ????????????????????????????? 42 1 第 1 章 緒論 選題意義 對(duì)于活柱筒的外圓表面加工，按照傳統(tǒng)加工方法 (車 — 磨 )，雖然也能夠滿足設(shè)計(jì)要求 ，但是，隨著產(chǎn)量的增加，設(shè)備需要量也加大，輔助時(shí)間加長(zhǎng)。在這種情況下，我們可以利用 CA6140 等普通車床，加裝一種外圓車滾壓裝置。該裝置 對(duì)外圓柱面同時(shí)進(jìn)行切削和滾壓加工，能獲得一定的精糙度和抗疲勞強(qiáng)度。 通過(guò)這個(gè)裝置，不僅可能穩(wěn)定地控制了活 柱筒的表面質(zhì)量，而且提高了加工效率 ,進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本。 滾壓加工的概況 滾壓加工的概念 滾壓加工是 用滾柱滾壓金屬表面，將表面凸起部分碾壓到凹陷部分，加工成平滑如鏡的表面。與切削加工不同，滾壓加工是一種塑性加工。 滾壓加工的工件不僅表面粗糙度瞬間可以達(dá)到 ～ 0. 8μm，而且由于加工硬化提高其耐磨耗性的同時(shí)疲勞強(qiáng)度提高 30%，擁有在切削加工中無(wú)法得到的特性。由于可簡(jiǎn)單而低成本的進(jìn)行零部件的超精密加工，滾壓加工日益被以汽車產(chǎn)業(yè)為首的精密機(jī)械、化學(xué)、家電等產(chǎn)業(yè)廣泛應(yīng)用，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。 滾壓加工的原理 圖 11 滾壓加工原理圖 如圖所示，根據(jù)金屬變形的理論，工作表面在外力的作用下，被滾壓金 2 屬的原子間距離會(huì)暫時(shí)發(fā)生變動(dòng)或晶粒間產(chǎn)生滑移。當(dāng)外力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，被加工表面金屬除產(chǎn)生彈性變形外，還會(huì)有塑性變形（即金屬的殘余變形）。由于塑性變形，不僅零件被加工表面的形狀發(fā)生了變化，而且，其組織結(jié)構(gòu)和物理性能也發(fā)生了變化，使金屬被滾壓層的組織變得緊密。晶粒變細(xì)、晶粒形狀也沿著變形最大的方向延伸。同時(shí)在被滾壓金屬表面層內(nèi)產(chǎn)生極大的壓縮應(yīng)力，使金屬表面得到強(qiáng)化，提高了表面層的硬度；熨壓平了 微觀不平度，大大降低了零件的表面粗糙度。被滾壓金屬表面的強(qiáng)度極限、屈服極限和疲勞極限行也都有所提高，但其相對(duì)延伸率和沖擊強(qiáng)度則有所降低。這就使零件的抗腐蝕能力有所增加，使用性能也得到了改善。 滾壓加工時(shí)，在碾入?yún)^(qū)域滾柱將與切削加工面接觸并漸漸加壓，在塑性變形區(qū)域接觸壓力超過(guò)材料的屈服點(diǎn)，產(chǎn)生局部塑性變形。在滾柱下端最大負(fù)載作用后，在平滑區(qū)域開始彈性復(fù)原，滾柱漸漸與加工表面分離。 在滾壓器的滾壓下，工件表面的不平度波峰和波谷被熨平和填平，故在一定的有效范圍內(nèi)，提高了工件的加工精度。 滾壓加工的特點(diǎn)及其 應(yīng)用場(chǎng)合 滾壓加工是一種無(wú)屑光整加工方法。它是在常溫狀態(tài)下，利用硬材料（如淬火鋼、硬質(zhì)合金以及紅寶石等）制成的工具，對(duì)被加工零件表面施加一定的壓力，使表面層金屬產(chǎn)生塑性變形，改變金屬表面層的組織結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，以達(dá)到光整表面，校正工件幾何形狀，提高加工精度的目的。由于滾壓的結(jié)果，零件表層金屬中產(chǎn)生了極大的壓縮應(yīng)力，因而強(qiáng)化了表面層金屬，提高了強(qiáng)度極限、屈服極限和疲勞極限，使用零件表面產(chǎn)生一層冷硬層，增加了其耐磨性和謝腐蝕性能。從而，改善了零件的使用性能。 滾壓加工 常用于加工內(nèi)圓表面、圓柱面、圓錐面、開式圓弧表面、絲桿螺紋表面、齒輪齒形表面和平面以及一些不易加工的特殊形狀表面等到。工件的材料可以是鋼、鑄鐵或有色金屬。 滾壓加工工藝簡(jiǎn)單，易于掌握，又不需要昂貴的專用設(shè)備，大、中、小型工廠企業(yè)均可采用，適用性強(qiáng)，是一種生產(chǎn)效率高能保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的加工方法，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。 滾壓加工的分類 3 滾壓加工在目前還沒(méi)有統(tǒng)一的分類方法。按加工原理大致可分為單珠（柱）式滾壓加工、多珠（柱）行星式滾壓加工、旋風(fēng)式滾壓加工、脈沖式滾壓加工、輪式 滾壓加工、鏜滾壓復(fù)合加工以及車滾壓復(fù)合加工等。 單珠（柱）式滾壓加工主要用于外圓、內(nèi)孔、平面和絲杠螺紋表面的滾壓加工，多珠（柱）行星式滾壓加工主要用于直徑較大的內(nèi)孔表面的加工；旋風(fēng)式滾壓加工主要用于外圓表面的加工，特別是用于細(xì)長(zhǎng)桿圓柱表面的加工，效果更為顯著；脈沖式滾壓加工用于內(nèi)孔表面加工，并能加工不通孔和非對(duì)稱間斷表面類型的孔，對(duì)于壁厚不均勻的內(nèi)孔，采用脈沖式馮壓加工，能獲得較細(xì)的內(nèi)孔表面粗糙度和較高的精度；輪式滾壓加工用于大直徑深孔的加工，對(duì)于直徑大于 400mm，孔深超過(guò)去 10m 的大直徑深孔，采用輪式滾壓加工，能獲得較理想的內(nèi)孔表面粗糙度和精度；鏜滾復(fù)合加工用于內(nèi)孔加工，深孔加工特別常用。 車滾壓加工是由車滾壓機(jī)床來(lái)實(shí)現(xiàn)的，車滾壓機(jī)床主要由滾壓器、車刀架、頂尖、冷卻系統(tǒng)和普通車床組成，其中車刀架位于滾壓器前，車刀緊挨著滾壓器，使車削滾壓同時(shí)順序進(jìn)行。 (1)加工前表面 由于滾壓加工是利用滾柱碾壓的加工方法，所以加工后的表面粗糙度受凸起部分的高度及形狀（即加工前狀態(tài)）的影響。 如果加工前表面狀態(tài)粗糙（凸起部分高，凹陷部分深），則不能將凸起部分完全添埋凹陷 部分，造成加工表面粗糙。 另外，凸起部分的形狀也影響加工后的表面。由車床或鏜床單點(diǎn)切削得到的規(guī)則的凹凸形狀，且為容易碾壓的高度時(shí)，可得到最理想的表面。一般加工前的表面狀況越好，加工后的表面狀況越好，同時(shí)滾壓頭的磨耗也少。如果需要，可增加一道工序。 (2)加工前尺寸 由于滾壓加工是利用滾柱碾壓的加工方法，所以加工前后工件的直徑將發(fā)生變化（內(nèi)徑將擴(kuò)大，外徑將減小）。為了能加工到尺寸公差范圍內(nèi)，應(yīng)考慮這個(gè)變化