【文章內容簡介】 度在一、二級以上，能獲得小的粗糙度，較理想的精度。 五、 滾壓的次數不宜太多。一次滾壓效果最為顯著，可降低粗糙度 2～ 3級。二、三次次之。 車滾壓一般就加工一次，如果效果不理想，也是調結其它參數。 14 第 6 章 車滾壓的加工效果 尺寸精度和表面粗糙度 事實試明， 用該裝置滾壓后，尺寸能穩(wěn)定地控制在軸的尺寸公差范圍內，而且表面粗糙度也能穩(wěn)定達到。滾壓時，滾柱將零件表面的波峰壓下，產生塑性變形，填入波谷中去，從而使表面粗糙度提高。如下圖所示： 圖 61 滾壓時零件表面情況 影響表面粗糙度的主要因素： 一、原始表面質量：滾壓前車削的表面質量必須 達到 m 以上，且要求整個表面均勻、平整、無劃傷，經滾壓后才可以保證加工件達到粗糙度 m。 二、滾壓過盈量：過盈量的大小直接影響著金屬的變形。過盈量太小不能使原始表面的波峰壓下去，達不到理想的粗糙度；過盈量太 大，零件表面局部應力很大，以到長超過材料本身的強度，造成零件表面破裂、剝落，反而破壞了表面粗糙度。 三、加工零件的材料機械性能：主要是材料的硬度及延伸率。一般軟而塑性好的材料比較容易提高表面粗糙度，宜采用較大的滾壓過盈量。 金屬內部的物理變化 在車滾壓加工過程中，車刀的車削作用使加工面產生了冷加工硬化，滾 15 壓使原有的金屬表面進一步產生塑性變形，冷加工硬化程度加強，改變了表層金屬材料的機械性能（屈服極限、強度極限提高，延伸率、沖擊韌性降低）。一般冷硬層的厚度在 左右，冷硬層的硬度分布為表層最硬，約 比心部提高 25﹪ 左右，延壁厚方向硬度向心部遞減，直至與心部硬度相同。 金屬表面經過滾壓加工以后產生了塑性變形，變形隨深度的增加而減少。塑性變形區(qū)再往里是彈性變形區(qū)，當外力消除后，變形也就消除了。在塑性變形區(qū)中，表層產生很大的殘余壓縮應力。 表面性能的變化 經過車滾壓裝置加工的零件的表面耐磨性、耐蝕性和疲勞強度均的提高。以下介紹表面性能提高的原因。 耐磨性提高的原因：零件表面經過滾壓以后，表層產生冷作硬化現象，表面硬度提高。經過滾壓后的表面有較大的支承面積，表面的承載能力加大。零件表面經過擠壓，初磨損很 小。滾壓加工過的表面，其波峰形狀特別有得產生穩(wěn)定的油膜，有利于潤滑。 耐蝕性提高的原因：零件表面經過滾壓以后，表面晶粒細化 ，組織致密，使化學反應不易產生并不易沿晶界深入。 表面強度提高的原因：工件滾壓后的表面形成有利的殘余壓縮應力，減少表面應力集中現象。表層的硬度、強度提高。 16 第 7 章 車滾壓裝置的用途 本工藝裝備的用途是加工外圓柱面，讓車、滾壓一次完成，從而縮短加工工時，此外經過 滾壓加工的工件不僅表面粗糙度瞬間可以達到 ～ ，而且由于加工硬化提高其耐磨性的同時疲勞強度提高 30%，擁有在切削加工中無 法得到的特性。 滾壓加工能解決目前某些工藝方法不易實現的關鍵問題。例如對特大形缸體的加工。 滾壓加工使用范圍廣，在各大、中及小型工廠均能使用 ，因為在所有零件的設計中，圓柱形結構是比較常用的，對于對表面有較高要求的軸或筒類零件一般都能用車滾壓加工 。不論是從加工質量、生產效率，生產成本等方面來看，滾壓加工都是一項比較優(yōu)越的加工方法。在某些方面，它完全可代替精磨、研磨、珩磨等光整加工。 車滾壓裝置只算是工藝裝備，并不適合批量生產，其只能算一個專用加工設備，除了加工外圓表面，基本沒有其它用途。而且其工藝范 圍還是有限的，現在一些有更高精度要求的處圓表面光有滾壓加工就難以實現了。雖然市場上沒有相應的產品，但是車滾壓是由普通車床改裝而成的，結構也比較簡單，一般工廠都有能力自行改裝，所以這種技術的推廣還有有前途的。 可以看出，一些對圓柱表面有精糙度、耐磨性以及抗疲勞強度要求的零件，最適合采用車滾壓加工。目前，在單體液壓支柱活柱筒外圓的加工中，不少廠家均采用車滾壓的方法，一些軸類零件的加工，特別是長軸類零件，也有采用車滾壓加工的。 17 第 8 章 經濟價值分析 對于粗糙度要求 m 的外圓加工有多種加工方法都能實現 ，例如粗車 — 精車 — 粗磨 — 精磨、粗車 — 精車 — 滾壓、粗車 — 珩磨等。零件的經濟價值主要體現在設備成本和加工效率兩個方面，下面依次與車滾壓相比較： 粗車 — 精車 — 粗磨 — 精磨共有四道工序組成，而車滾壓只需一道工序，項多在車滾壓前加一道粗車工序，所以前者使用的設備明顯多于車滾壓，而且車滾壓的加工時間要比者少多了 ,而且磨削的加工不穩(wěn)定。 粗車 — 精車 — 滾壓是把車削和滾壓分開加工，而且采用的滾壓裝備及方式還有所不同，常用滾壓器進行滾壓加工，其加工質量遠比不上車滾壓，而且加工效率也比不上車滾壓，因為該種滾壓器滾壓通常要滾壓二到三 次。從車設備成本上兩種差別不大。 粗車 — 珩磨，工作效率要比車滾壓低些，但是要求的設備要比車滾壓高些。因為珩磨需要珩磨機，而車滾壓只須普通車床即可。 經過比較可以看出，車滾壓無論在設備成本，還是加工效率上都其優(yōu)勢，而且車滾壓加工的表面還具有一定的抗疲勞性和抗腐蝕性等優(yōu)點，故在產品銷售上更有優(yōu)勢，總的來說車滾壓還是有較大經濟價值的。 某廠采用本方法加工單體液壓支拄的活柱筒外表面，質量好，尺寸穩(wěn)定，誤差在177。 范圍內，表面粗糙度可達到 ～ 。該廠組裝了 4 臺這樣的滾壓器，使產品的年產量達到 10 萬根以上。生產效率有了很大的提高，收到了很好的經濟效果。 18 結論 在緒論中已經把滾壓加工的原理和分類等介紹了很詳細了，滾壓加工在加工質量上還是有其優(yōu)勢的。車滾壓裝置充分利用了滾壓加工的特點，而且利用現在比較常見，甚至可以說有點過時的普通車床加以改造而成，可以加工出較好質量的產品，這也算是一種對資源的充分利用。 由于車滾壓中只對車床主軸的跳動有明確的要求，所以只要車床不是因為主軸跳動滿足不了加工要求而報廢外，其它原因導致的報廢機床完全可以用來改造成車滾壓加工裝備，而且加工效果不會有什么影響，這也算是一種對廢 物的再利用。 現今外圓加工往往采用 (車 — 磨 )等工序，但是本項目的創(chuàng)新之處在于其采用滾壓加工來實現外圓表面的粗糙度的要求，這樣不僅可以比通常采用的(車 — 磨 )工序更省時，而且所加工的圓柱面還具有一定的抗疲勞強度。工廠生產的目的在很在程度上就是為了利潤，如何用最低的成本制造出最好的產品是工廠最關心的，一般情況下這兩者是相互矛盾的。但是車滾壓裝置卻能比較好實現了這個目標，我想這就是本裝置的最大優(yōu)勢。 事實證明，車滾壓在實際應用能收到了良好的效果，它車削削、滾壓平穩(wěn)，被加工缸體表面質量穩(wěn)定，完全達到了圖紙的要求，而且 它還具有效率高、耐用度高、結構合理、工序集中、輔助時間短、操作方便、勞動強度低等優(yōu)點，因此車滾壓裝置還是有較大的使用和推廣價值。 19 致 謝 大學時光彌足珍貴的，大學的四年學習生活是豐富多彩的，是充實而有意義。大學四年來我一直認真學習本專業(yè)知識，所以專業(yè)課方面有了很大的提高，在設計中掌握了大量有關機械設計制造方面的理論知識，在畢業(yè)實習中又將大量的理論知識運用于實踐，為畢業(yè)設計打下了實踐基礎。通過這次畢業(yè)設計，使我又強化了專業(yè)了知識的實際運用能力，收獲頗豐。 在本次畢業(yè)設計中也得到了院領導、各位機制教研室的老師們 、雞西校辦工廠等的大力支持和幫助，特別是我的導老師 — 牛曙光老師的大力幫助，指導和極大的關懷與幫助。沒有所有辛勤培育我的老師們就沒有我今天所取得的一切成績。所以在此向各位領導、老師、工人師傅及在此次畢業(yè)設計中給予我?guī)椭乃型瑢W表示衷心的感謝。愿我最敬愛的老師們工作順利，身體健康，合家歡樂，心想事成。 20 參考文獻： 1. 趙波，鄧玉歌 精密復合鏜滾工具的設計與應用 機械工藝師 1991 年第 3期 2. 于宏偉，董艷秋，燕桂香，張國君 活柱簡的車滾壓加工原理及提高加工質量的方法 煤炭技術 1999 年第 18 卷第 3 期 3. 高春花，范春梅，薛艷平 . 活柱筒外圓滾壓裝置 . 煤礦機械 1998 年第 2期 4. 王洪英，劉元林，宋勝偉 . Ф80 鏜滾壓頭的設計 . 煤礦機械 . 2020 年第 9期 5. 王友林，姜英，張東煥 . 介紹一種外圓滾壓器的結構和原理 . 機械制造 . 1997 年第 12 期 6. 程通模 滾壓和擠壓光整加工 北京：機械工業(yè)出版社 1989 年 1 月 7. 趙少汴 抗疲勞設計 北京：機械工業(yè)出版社 1995 年 8 月 8. 陳再枝 藍德年 模具鋼手冊 北京：冶金工業(yè)出版社 2020 年 3 月 9 . 吳宗澤 機械設計實用手冊 第二版 北京：化學工業(yè)出版社 2020 年 6 月 10. 王少懷 . 機械設計師手冊 . 北京 . 機械工業(yè)出版社 . 1989 年 李洪 公差與制圖技術手冊 沈陽：遼寧科學技術出版社 1999年 1 月 21 專題 快速制模技術 模具是制造業(yè)中使用量大、影響面廣的工具產品。沒有型腔模、壓鑄模、鑄模、深拉模和沖壓模，就無法生產出被廣泛應用和具有競爭價格的塑料件、合金壓鑄件、鋼板件和鍛件。在現代批量生產中，沒有高水平的模具，就沒有高質量的產品，它對企業(yè)提高生產效率、降低生產成本也有重要的作 用。據國外最新統(tǒng)計分析，金屬零件粗加工的 75%、精加工的 50%和塑料零件的90%是用模具加工完成的。因此，模具工業(yè)也被稱為 “皇 冠工業(yè) ” 。 由于市場競爭的日益激烈，產品更新換代的速度不斷加快，多品種小批量將成為制造業(yè)的重要生產方式，在這種情況下，制造業(yè)對產品原型的快速制造和模具的快速制造提出了強烈的要求。 高速加工技術的出現，為模具制造技術開辟了一條嶄新的道路。 快速制模技術是一種快捷、方便、實用的模具制造技術。特別適用于新產品開發(fā)試制、工藝驗證和功能驗證以及多品種小批量生產。 快速制模技術 特點 快速模具制造技術 與傳統(tǒng)的模具制造技術相比 ,具有如下特點： （ 1)制造方法簡單，工藝范圍廣 由于快速模具制造是基于材料逐層堆積的成形方法，工藝過程相對簡單、方便和快捷，它不僅能適應各種生產類型特別是單件小批的模具生產，而且能適應各種復雜程度的模具制造；它既能制造塑料模具，也能制造金屬模具。模具的結構愈復雜，快速模具制造的優(yōu)越性就更突出。 （ 2）模具材料可強韌化和復合化 快速模具制造工藝能方便地利用在合金中添加元素或結晶核心，改變金屬凝固過程或熱處理等手段，可改善和提高模具材料的性能；或者在合金中添加其 它材料，可制造復合材料模具。 (3)設計周期短，質量高 由于 RT 的模具設計極少依賴人的因素，因而可有效地降低人為的設計缺陷。設計師可利用 RP制造的高精度模型，在設計階段就可對產品的整體或局部進行裝配和綜合評價，并不斷改進，大大地提高了產品的設計質量。 （ 4）便于遠程的制造服務 由于 RT 對信息技術的應用，縮短了用戶和制造商之間的距離，利用互聯網可進行遠程設計和遠程服務，能使有限的資源得到充分的發(fā)揮，用戶的需求能 22 得到最快的響應。 快速制模技術類型 快速制模技術與傳統(tǒng)的機械加工 相比，具有制模周期短、成本低、精度與壽命又能滿足生產上的使用要求，是綜合經濟效益比較顯著的一類制造模具的技術，概括起來，有以下幾種類別。 1 快速原型制造技術 快速原型制造技術簡稱 RPM，是 80年代后期發(fā)展起來的一種新型制造技術。美國、日本、英國、以色列、德國、中國都推出了自己的商業(yè)化產品，并逐漸形成了新型產業(yè)。 RPM 是電腦、激光、光學掃描、 計算機輔助設計（ CAD)、計算機輔助加工 (CAM)、數控 (CNC)綜合應用的高新技術。在成型概念上以平面離散、堆積為指導，在控制上以 計算機和數控為基礎，以最大柔性為總體目標。它摒棄了傳統(tǒng)的機械加工方法，對制造業(yè)的變革是一個重大的突破，利用 RPM技術可以直接或間接地快速制模，該技術已被汽車、航空、家電、船舶、醫(yī)療、模具等行業(yè)廣泛應用。下面簡述一下目前已經商業(yè)化的幾種典型快速成型工藝。 激光立體光刻技術 SLA 技術是交計算機 CAD 造型系統(tǒng)獲得制品的三維模型，通過微機控制激光，按著確定的軌跡，對液態(tài)的光敏樹脂進行逐層掃描，使被掃描區(qū)層層固化，連成一體，形成最終的三維實體，再經過有關的最終硬化打光等后處量 ，形成制件或模具。 激光立體光刻技術主要特點是可成型任意復雜形狀，成型精度高，仿真性強，材料利用率高，性能可靠，性能價格比較高。適合產品外型評估、功能實驗、快速制造電極和各種快速經濟模具。但該技術所用的設備和光敏樹脂價格昂貴，使其成本較高。 疊層輪廓制造技術 LOM 技術是通過計算機的三維模型，利用激光選擇性地對其分層切片，將得到的各層截面輪廓層層粘結，最終疊加成三維實體產品。 其工藝特點是成型速度快，成型材料便宜、成本低，因無相變，故無熱應力、收縮、膨 脹、翹曲等，所以形狀與盡寸精度穩(wěn)定，但成型后廢料塊剝離較費事，特別是復雜件內部的廢料剝離。該工藝適用于航空、汽車等和中體積較大制件的制作。