【正文】 大出力之裁斷作業(yè)。 圖 24 擺輾的接觸投影分析圖 接觸面投影面積由 AOBCDA 輪廓圍成，忽略輾壓引起的工件外輪廓變形，則工件輪廓方程為： 2 2 2x y R?? 聯(lián)立 2 1s xtgytg s ???? （ ADC 的曲線方程） 求得 C 點坐標(biāo)為： tanc sxR ??? 2 1c s Rtgy tg s ???? A 點坐標(biāo)為： 2A sx tg??? 0Ay? 定義： / 2 ts R g??? 由幾何關(guān)系： BOC??? 20 則： 1 1 1c os c os ( 1 ) c os ( 1 )2cx sR R tg?? ?? ? ?? ? ? ? ? 截面輪廓曲線 ADC 轉(zhuǎn)化為極坐標(biāo)方程： 21 cosR?? ?? ? (2) 環(huán)形件 其投影分析圖如圖 25所示，由前面可以知： 圖 25投影分析圖 1cos (1 )????? 1 AOD? ?? 聯(lián)立 2 2 2x y r?? 2 1s xtgy tg s ???? 求得 A 點坐標(biāo)為： A sxrtg??? 2 1A s rtgy tg s ???? (3)接觸面積系數(shù) ? ? ? 接 觸 面 積 與 坯 料 原 始 面 積 之 比 2/F??? 觸 （ R ） 波蘭馬爾辛民克教授提出的公式： 0 .4 5 / (2 ta n )sR??? 21 胡克民公式： 32 241(1 )3?????? ( 0)2 ta nsR?????其 中 當(dāng) ? 是變值時， ? 也是變值 三 輪轂軸承鉚合裝配專用設(shè)備總體方案 擺輾機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 序 號 要求 數(shù)值 1. 1 1. 2 1. 3 1. 4 1. 5 1. 6 旋壓鉚合直徑 最大鉚接力 油泵最大輸出壓力 功耗 自動方式 軸承變形情度 內(nèi)孔φ 16mm，外徑φ 28mm 150KN 5MPa ≤ 2 .1 2. 2 2. 3 2. 4 2. 5 2. 6 2. 7 2. 8 2. 9 生產(chǎn)效率 旋壓鉚合最大行程 滾碾壓頭到工作臺距離 工作臺升降距離 主軸到床身立柱距離 滾壓頭伸 出長度 工作臺尺寸 機(jī)床外形尺寸 機(jī)床凈重 ≥ 450 個 /小時 25~30mm 0~250mm 0~250mm 200mm 取 100~120mm 400 200 720 720 2500 1000 2200 3. 1 3. 2 3. 3 3. 4 3. 5 安全可靠 容易傳送軸承 外形美觀、噪音小 故障自檢、易排除 損壞零件易更換 22 總體方案的論證設(shè)計 由于汽車輪轂軸承單元為粗短零件且需要的鉚接力較大，綜合考慮臥式、立式的優(yōu)缺點，選用立式機(jī)床。 擺動輾壓 的力能參數(shù)計算 接觸面輪廓曲線方程 擺輾過程中工件與鉚頭接觸的端面為螺旋曲面，其螺距為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 S（ mm/s）。加工薄餅類鍛件，擺輾所需的變形力比常規(guī)鍛造力小很多，而且工件愈薄，用擺輾法成形愈省力。因擺輾是以連續(xù)局部變形代替常規(guī)鍛造工藝的一次整體變形，因此可以大大降低變形力。 因此 , 擺頭要設(shè)計出不同的軌跡以適應(yīng)不同形狀的鍛件需要 , 目前常用的四種擺頭軌跡為 : 圓軌跡、多葉玫瑰線軌跡、螺旋線軌跡和直線軌跡 , 如圖 22 所示 . 本文設(shè)計的冷擺碾機(jī)屬于通用型 , 擺頭軌跡可以用以上四種軌跡。 1—— 上模； 2—— 毛坯； 3—— 滑塊： 4—— 油缸 圖 21 擺動輾壓工作原理示意圖 圖 21 中，帶錐形的上模其中心線 OZ 與機(jī)器主軸中心線 OM 相交成了角，此角稱擺角。 4）為保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高效率、減輕體力勞動，應(yīng)采用半自動或自動工作循環(huán)。進(jìn)給采用液壓傳動并能進(jìn)行無級調(diào)速。在這種巨大壓力作用下，球與滾道受到擠壓，在加工過程軸承很可能損壞，而鉚接工藝只在局部產(chǎn)生變形并且只用很小的壓力。在第三階段，沖頭壓力使內(nèi)圈載荷逐漸增大直至飽合。因此必須精確控制沖頭的壓力才能消除這些不利影響，精確控制沖頭壓力是穩(wěn)定 軸承性能的關(guān)鍵因 素 。當(dāng)沖頭壓人輪轂軸時，輪轂軸逐漸被旋壓成圖示虛線形狀 。在這種方法中，沖頭與輪轂軸的 圓柱形端頭之間的相對旋轉(zhuǎn)運動使軸端形成規(guī)定的形狀。通過實地考察了解到軸承單元軸鉚合裝配的鉚接過程，由于鉚接力的作用，（圖 18 14 所示）內(nèi)半蘭盤（圖中 B部 分）產(chǎn)生了徑向的塑性鉚合變形，實際變形效果如圖中 B所示。裝配時發(fā)現(xiàn)最難的部分是保證滾珠的壓力角。 13 圖 18 鉚合裝配式第三代汽車輪轂軸承 3D 模型 圖 18 所示為鉚合式第三代輪轂軸承單元（非驅(qū)動輪） 3D 模型示意圖，該軸承單元用 pro/engineer 軟件進(jìn)行 1 ： 1 的繪畫 ,一共有 11個零件。機(jī)床的幾何尺寸一般是由零件極限尺寸決定的，旋壓力的大小主要由零件的最大厚度來決定；鉚頭到工作臺的距離主要由旋壓件的最大長度確定。 A B 圖 16鉚裝輪轂軸承單元對比 12 工藝分析 (1)材料 旋壓的零件為法蘭盤外圈，法蘭盤外圈的材料為 5055，毛坯鍛造后進(jìn)行正火處理，硬度不大于 HB210，可在常溫下旋壓，一次旋成。我們應(yīng)當(dāng)吸收國外的經(jīng)驗，由機(jī)械設(shè)備專業(yè)制造廠制造 I型擺輾機(jī)用于熱擺輾，則能克服上述缺點，促進(jìn)這種先進(jìn)的塑性加工工藝在我國的推廣應(yīng)用。我國的擺輾理論研究和工藝應(yīng)用研究方面已達(dá)到世界先進(jìn)水平。 軸承鉚合技術(shù)和專用 設(shè)備在 國內(nèi)外發(fā)展概況 國外對輪轂單元軸鉚合技術(shù)的研究，最初報道是由 NSK 公司于 2020 年前后成功開發(fā)了端部旋壓成形的鉚裝第三代輪轂軸承，此后 KOYO、 SKF 等國際著名的軸承制造企業(yè)也相繼推出了軸鉚裝的輪轂軸承。工進(jìn)是的速度要實現(xiàn)對不同的輪轂軸承單元可調(diào)整。 本課題的研究意義 與主要任務(wù) 輪轂軸承單元的鉚合技術(shù)顯然在當(dāng)代和將來的汽車發(fā)展中都起到十分重大的作用，但是當(dāng)代的中國的大部分工廠都沒有相應(yīng)的專用鉚合設(shè)備或者是工廠因受到技術(shù)的封鎖而不能 引 進(jìn) 國外的設(shè)備 和技術(shù)。這種方式使 車輪支架和車輪法蘭不再是安裝驅(qū)動軸之后才相互連接．而是經(jīng)卷邊鉚接成為具有正常功能的輪轂軸承單元，大大減輕了下一步的裝配工作。 由于軸鉚合裝配方式的先進(jìn)性，其代表了轎車輪轂單元裝配技術(shù)的發(fā)展方向，在 9 新一代轎車輪轂單元中必須采用軸端鉚合裝配，因為包含外圈、滾動體、凸緣軸和小內(nèi)圈的軸承組件是新一代轎車輪轂單元的基礎(chǔ)，這些組件在裝配成一個單元的過程中，采用鉚合裝配是保證其高性能的關(guān)鍵，因而掌握旋壓鉚合裝配技術(shù)，具有十分重要的意義。（如圖 13 所 示） 7 圖 13 軸端鉚合裝配可采用旋壓成形（又稱為擺輾）工藝（如圖 14 所示）進(jìn)行，其特點是：傳統(tǒng)的模壓使整個工件壓縮，產(chǎn)生塑性變形，當(dāng)運用于軸承上時，在加工過程中變形往往超出中心區(qū)域，在這種巨大壓力作用下，球與滾道受到擠壓，在加工過程中軸承很可能損壞；而旋壓成形只在局部產(chǎn)生變形，所需的壓力很小，通過控制加載的壓力，就可實現(xiàn)軸承的裝配。潤滑后要進(jìn)行裝配以使輪轂軸承獲得最佳的預(yù)緊量和防止輪轂軸承的松脫。未來的汽車輪轂軸承，總的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。凸緣、插孔和花鍵的尺寸則按用戶要求制造。這道內(nèi)圈通過干涉配合法來安裝，整個裝置必須軸向夾緊。 第三代輪轂軸承組件 （如圖 ） 由 SKF 在 1979 年 開始生產(chǎn)，這是專為轎車生產(chǎn)的輕型車輪軸承組件，在兩個環(huán)上均配有法蘭 。第二代輪轂軸承單元通常帶旋轉(zhuǎn)的外圈，用于非主動前輪或后輪。帶凸緣的外圈設(shè)計成輕質(zhì)結(jié)構(gòu)部件。第一代輪轂軸承單元采用終身潤滑和密封。 第一代輪轂軸承單元以雙列角接觸球軸承為基礎(chǔ)?？煽啃缘奶岣哌€會使得輪轂軸承的安全性提高，零件傳遞力矩的效率也會提高。 design 目錄 一 緒 論 ??????????????????????? ???? （ 5） 課題的來源與意義 ??????????????????? ???? （ 5） 汽車輪轂軸承單元的發(fā)展概況及性能比較 ???????? ???? （ 5） 當(dāng)前汽車輪轂軸承單元的裝配形式 ? ?????????? ???? （ 7） 輪轂軸承單元旋壓鉚合技術(shù)的優(yōu)越性 ?????????? ???? (8) 本課題的研究意義與主要任務(wù) ????????????? ???? （ 10） 軸承鉚合技術(shù)和設(shè)備在國內(nèi)外發(fā)展概況 ????????? ????? (10） 汽車輪轂軸承的形狀和工藝分 析????????? ??? ???? ? (11） 轎車輪轂軸承的形狀??????????????? ? ???? ? (11） 3 工藝分析 ?????? ???? ??????????? ??? ? ? (11） 汽車輪轂軸承單元的 3D 建模與分析?????? ?? ??? ??? ? (11） 軸承單元軸鉚合裝配的認(rèn)識 ????????????? ? ???? ? (12） 軸承單元軸鉚合裝配的過程???????? ??? ?????? ? (12） 輪轂軸承單元軸鉚合裝配旋壓過程的分析 ??????? ????? （ 13） 二 擺動輾壓基本原理及工藝特點 ????????? ?? ??? (14) 擺動輾壓的工作原理 ??????????? ?? ???????? ? （ 14） 擺動輾壓的特點 ??????????????? ? ?????? ?? （ 16） 擺輾的力能參數(shù)計算???????????????????? ?? （ 16） 接觸面輪廓曲線方程 ??????? ? ?????? ??? ??? ?（ 16） 擺輾的接觸面投影面積 ???????????????? ?? ??（ 17） 三 輪 轂軸承鉚合裝配專用設(shè)備總體方案 ?? ??????? （ 20） 鉚合機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) ?????????????? ? ?????? （ 20） 總體方案的論證設(shè)計 ???????????????? ? ????? （ 20） 運動功能分析 ??????????????????? ? ???? （ 21） 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計 ???????????????? ? ??? （ 22） 機(jī)床整機(jī)裝配示意圖 ??????????????????? ?? ? （ 23） 四 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 ????????????? ????? ? （ 24） 設(shè)計要求 ?????????????????????????? ?（ 24） 工況分析確定主要參數(shù) ???????? ? ???????????? （ 24） 載荷的組成和計算 ?????????? ? ??????????? （ 24） 初選系統(tǒng)工作壓力 ??????????? ? ?????????? （ 25） 計算液壓油缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 ???????? ? ????????? （ 25） 主油缸主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 ?????????? ? ???????? （ 25） 送料油缸主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 ?????????? ? ??????? （ 29） 計算各液壓缸所需要的流量 ???????????? ? ?????? （ 29） 主油缸流量計算 ????????????????? ? ????? （ 29） 送料油缸流量計算 ????????????????? ? ???? （ 30） 基本方案確定，液壓系統(tǒng)圖 ??????????????? ? ??? （ 30） 液壓元件的選擇與專用元件設(shè)計 ?????????????? ? ?? （ 31） 4 液壓泵的選擇 ?? ???????????????????? ? ? （ 31） 油管尺寸的確定 ?????????????????????? ?（ 32） 液壓油箱的容量設(shè)計 ??????????? ? ?? ??????? （ 33） 五 液壓系統(tǒng)的性能驗算 ??????????????????? （ 33） 系統(tǒng)壓力損失計算 ???????????????? ? ?????? （ 33） 系統(tǒng)發(fā)熱溫升計算 ????????????????? ? ????? （ 34） 發(fā)熱功率計算 ??????????????????? ? ???? （ 34） 散熱功率計算 ???????????????????? ? ??? （ 35） 六 液壓油站設(shè)計 ??????????????????????? （ 35） 機(jī)床液壓站的結(jié)構(gòu)型式 ?????????????????? ? ?? （ 3