gbw92外圆滚压装置设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

gbw92外圆滚压装置设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

度在一、二级以上，能获得小的粗糙度，较理想的精度。 五、 滚压的次数不宜太多。 一次滚压效果最为显著，可降低粗糙度 2～ 3级。 二、三次次之。 车滚压一般就加工一次，如果效果不理想，也是调结其它参数。 14 第 6 章 车滚压的加工效果 尺寸精度和表面粗糙度 事实试明， 用该装置滚压后，尺寸能稳定地控制在轴的尺寸公差范围内，而且表面粗糙度也能稳定达到。 滚压时，滚柱将零件表面的波峰压下，产生塑性变形，填入波谷中去，从而使表面粗糙度提高。 如下图所示： 图 61 滚压时零件表面情况 影响表面粗糙度的主要因素： 一、原始表面质量：滚压前车削的表面质量必须 达到 m 以上，且要求整个表面均匀、平整、无划伤，经滚压后才可以保证加工件达到粗糙度 m。 二、滚压过盈量：过盈量的大小直接影响着金属的变形。 过盈量太小不能使原始表面的波峰压下去，达不到理想的粗糙度；过盈量太 大，零件表面局部应力很大，以到长超过材料本身的强度，造成零件表面破裂、剥落，反而破坏了表面粗糙度。 三、加工零件的材料机械性能：主要是材料的硬度及延伸率。 一般软而塑性好的材料比较容易提高表面粗糙度，宜采用较大的滚压过盈量。 金属内部的物理变化 在车滚压加工过程中，车刀的车削作用使加工面产生了冷加工硬化，滚 15 压使原有的金属表面进一步产生塑性变形，冷加工硬化程度加强，改变了表层金属材料的机械性能（屈服极限、强度极限提高，延伸率、冲击韧性降低）。 一般冷硬层的厚度在 左右，冷硬层的硬度分布为表层最硬，约 比心部提高 25﹪ 左右，延壁厚方向硬度向心部递减，直至与心部硬度相同。 金属表面经过滚压加工以后产生了塑性变形，变形随深度的增加而减少。 塑性变形区再往里是弹性变形区，当外力消除后，变形也就消除了。 在塑性变形区中，表层产生很大的残余压缩应力。 表面性能的变化 经过车滚压装置加工的零件的表面耐磨性、耐蚀性和疲劳强度均的提高。 以下介绍表面性能提高的原因。 耐磨性提高的原因：零件表面经过滚压以后，表层产生冷作硬化现象，表面硬度提高。 经过滚压后的表面有较大的支承面积，表面的承载能力加大。 零件表面经过挤压，初磨损很 小。 滚压加工过的表面，其波峰形状特别有得产生稳定的油膜，有利于润滑。 耐蚀性提高的原因：零件表面经过滚压以后，表面晶粒细化 ，组织致密，使化学反应不易产生并不易沿晶界深入。 表面强度提高的原因：工件滚压后的表面形成有利的残余压缩应力，减少表面应力集中现象。 表层的硬度、强度提高。 16 第 7 章 车滚压装置的用途 本工艺装备的用途是加工外圆柱面，让车、滚压一次完成，从而缩短加工工时，此外经过 滚压加工的工件不仅表面粗糙度瞬间可以达到 ～ ，而且由于加工硬化提高其耐磨性的同时疲劳强度提高 30%，拥有在切削加工中无 法得到的特性。 滚压加工能解决目前某些工艺方法不易实现的关键问题。 例如对特大形缸体的加工。 滚压加工使用范围广，在各大、中及小型工厂均能使用 ，因为在所有零件的设计中，圆柱形结构是比较常用的，对于对表面有较高要求的轴或筒类零件一般都能用车滚压加工。 不论是从加工质量、生产效率，生产成本等方面来看，滚压加工都是一项比较优越的加工方法。 在某些方面，它完全可代替精磨、研磨、珩磨等光整加工。 车滚压装置只算是工艺装备，并不适合批量生产，其只能算一个专用加工设备，除了加工外圆表面，基本没有其它用途。 而且其工艺范 围还是有限的，现在一些有更高精度要求的处圆表面光有滚压加工就难以实现了。 虽然市场上没有相应的产品，但是车滚压是由普通车床改装而成的，结构也比较简单，一般工厂都有能力自行改装，所以这种技术的推广还有有前途的。 可以看出，一些对圆柱表面有精糙度、耐磨性以及抗疲劳强度要求的零件，最适合采用车滚压加工。 目前，在单体液压支柱活柱筒外圆的加工中，不少厂家均采用车滚压的方法，一些轴类零件的加工，特别是长轴类零件，也有采用车滚压加工的。 17 第 8 章 经济价值分析 对于粗糙度要求 m 的外圆加工有多种加工方法都能实现 ，例如粗车 — 精车 — 粗磨 — 精磨、粗车 — 精车 — 滚压、粗车 — 珩磨等。 零件的经济价值主要体现在设备成本和加工效率两个方面，下面依次与车滚压相比较： 粗车 — 精车 — 粗磨 — 精磨共有四道工序组成，而车滚压只需一道工序，项多在车滚压前加一道粗车工序，所以前者使用的设备明显多于车滚压，而且车滚压的加工时间要比者少多了 ,而且磨削的加工不稳定。 粗车 — 精车 — 滚压是把车削和滚压分开加工，而且采用的滚压装备及方式还有所不同，常用滚压器进行滚压加工，其加工质量远比不上车滚压，而且加工效率也比不上车滚压，因为该种滚压器滚压通常要滚压二到三 次。 从车设备成本上两种差别不大。 粗车 — 珩磨，工作效率要比车滚压低些，但是要求的设备要比车滚压高些。 因为珩磨需要珩磨机，而车滚压只须普通车床即可。 经过比较可以看出，车滚压无论在设备成本，还是加工效率上都其优势，而且车滚压加工的表面还具有一定的抗疲劳性和抗腐蚀性等优点，故在产品销售上更有优势，总的来说车滚压还是有较大经济价值的。 某厂采用本方法加工单体液压支拄的活柱筒外表面，质量好，尺寸稳定，误差在177。 范围内，表面粗糙度可达到 ～。 该厂组装了 4 台这样的滚压器，使产品的年产量达到 10 万根以上。 生产效率有了很大的提高，收到了很好的经济效果。 18 结论 在绪论中已经把滚压加工的原理和分类等介绍了很详细了，滚压加工在加工质量上还是有其优势的。 车滚压装置充分利用了滚压加工的特点，而且利用现在比较常见，甚至可以说有点过时的普通车床加以改造而成，可以加工出较好质量的产品，这也算是一种对资源的充分利用。 由于车滚压中只对车床主轴的跳动有明确的要求，所以只要车床不是因为主轴跳动满足不了加工要求而报废外，其它原因导致的报废机床完全可以用来改造成车滚压加工装备，而且加工效果不会有什么影响，这也算是一种对废 物的再利用。 现今外圆加工往往采用 (车 — 磨 )等工序，但是本项目的创新之处在于其采用滚压加工来实现外圆表面的粗糙度的要求，这样不仅可以比通常采用的(车 — 磨 )工序更省时，而且所加工的圆柱面还具有一定的抗疲劳强度。 工厂生产的目的在很在程度上就是为了利润，如何用最低的成本制造出最好的产品是工厂最关心的，一般情况下这两者是相互矛盾的。 但是车滚压装置却能比较好实现了这个目标，我想这就是本装置的最大优势。 事实证明，车滚压在实际应用能收到了良好的效果，它车削削、滚压平稳，被加工缸体表面质量稳定，完全达到了图纸的要求，而且 它还具有效率高、耐用度高、结构合理、工序集中、辅助时间短、操作方便、劳动强度低等优点，因此车滚压装置还是有较大的使用和推广价值。 19 致 谢 大学时光弥足珍贵的，大学的四年学习生活是丰富多彩的，是充实而有意义。 大学四年来我一直认真学习本专业知识，所以专业课方面有了很大的提高，在设计中掌握了大量有关机械设计制造方面的理论知识，在毕业实习中又将大量的理论知识运用于实践，为毕业设计打下了实践基础。 通过这次毕业设计，使我又强化了专业了知识的实际运用能力，收获颇丰。 在本次毕业设计中也得到了院领导、各位机制教研室的老师们 、鸡西校办工厂等的大力支持和帮助，特别是我的导老师 — 牛曙光老师的大力帮助，指导和极大的关怀与帮助。 没有所有辛勤培育我的老师们就没有我今天所取得的一切成绩。 所以在此向各位领导、老师、工人师傅及在此次毕业设计中给予我帮助的所有同学表示衷心的感谢。 愿我最敬爱的老师们工作顺利，身体健康，合家欢乐，心想事成。 20 参考文献： 1. 赵波，邓玉歌 精密复合镗滚工具的设计与应用 机械工艺师 1991 年第 3期 2. 于宏伟，董艳秋，燕桂香，张国君 活柱简的车滚压加工原理及提高加工质量的方法 煤炭技术 1999 年第 18 卷第 3 期 3. 高春花，范春梅，薛艳平 . 活柱筒外圆滚压装置 . 煤矿机械 1998 年第 2期 4. 王洪英，刘元林，宋胜伟 . Ф80 镗滚压头的设计 . 煤矿机械 . 2020 年第 9期 5. 王友林，姜英，张东焕 . 介绍一种外圆滚压器的结构和原理 . 机械制造 . 1997 年第 12 期 6. 程通模 滚压和挤压光整加工 北京：机械工业出版社 1989 年 1 月 7. 赵少汴 抗疲劳设计 北京：机械工业出版社 1995 年 8 月 8. 陈再枝 蓝德年 模具钢手册 北京：冶金工业出版社 2020 年 3 月 9 . 吴宗泽 机械设计实用手册 第二版 北京：化学工业出版社 2020 年 6 月 10. 王少怀 . 机械设计师手册 . 北京 . 机械工业出版社 . 1989 年 李洪 公差与制图技术手册 沈阳：辽宁科学技术出版社 1999年 1 月 21 专题 快速制模技术 模具是制造业中使用量大、影响面广的工具产品。 没有型腔模、压铸模、铸模、深拉模和冲压模，就无法生产出被广泛应用和具有竞争价格的塑料件、合金压铸件、钢板件和锻件。 在现代批量生产中，没有高水平的模具，就没有高质量的产品，它对企业提高生产效率、降低生产成本也有重要的作 用。 据国外最新统计分析，金属零件粗加工的 75%、精加工的 50%和塑料零件的90%是用模具加工完成的。 因此，模具工业也被称为 “皇 冠工业 ”。 由于市场竞争的日益激烈，产品更新换代的速度不断加快，多品种小批量将成为制造业的重要生产方式，在这种情况下，制造业对产品原型的快速制造和模具的快速制造提出了强烈的要求。 高速加工技术的出现，为模具制造技术开辟了一条崭新的道路。 快速制模技术是一种快捷、方便、实用的模具制造技术。 特别适用于新产品开发试制、工艺验证和功能验证以及多品种小批量生产。 快速制模技术 特点 快速模具制造技术 与传统的模具制造技术相比 ,具有如下特点： （ 1)制造方法简单，工艺范围广 由于快速模具制造是基于材料逐层堆积的成形方法，工艺过程相对简单、方便和快捷，它不仅能适应各种生产类型特别是单件小批的模具生产，而且能适应各种复杂程度的模具制造；它既能制造塑料模具，也能制造金属模具。 模具的结构愈复杂，快速模具制造的优越性就更突出。 （ 2）模具材料可强韧化和复合化 快速模具制造工艺能方便地利用在合金中添加元素或结晶核心，改变金属凝固过程或热处理等手段，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，可制造复合材料模具。 (3)设计周期短，质量高 由于 RT 的模具设计极少依赖人的因素，因而可有效地降低人为的设计缺陷。 设计师可利用 RP制造的高精度模型，在设计阶段就可对产品的整体或局部进行装配和综合评价，并不断改进，大大地提高了产品的设计质量。 （ 4）便于远程的制造服务 由于 RT 对信息技术的应用，缩短了用户和制造商之间的距离，利用互联网可进行远程设计和远程服务，能使有限的资源得到充分的发挥，用户的需求能 22 得到最快的响应。 快速制模技术类型 快速制模技术与传统的机械加工 相比，具有制模周期短、成本低、精度与寿命又能满足生产上的使用要求，是综合经济效益比较显著的一类制造模具的技术，概括起来，有以下几种类别。 1 快速原型制造技术 快速原型制造技术简称 RPM，是 80年代后期发展起来的一种新型制造技术。 美国、日本、英国、以色列、德国、中国都推出了自己的商业化产品，并逐渐形成了新型产业。 RPM 是电脑、激光、光学扫描、 计算机辅助设计（ CAD)、计算机辅助加工 (CAM)、数控 (CNC)综合应用的高新技术。 在成型概念上以平面离散、堆积为指导，在控制上以 计算机和数控为基础，以最大柔性为总体目标。 它摒弃了传统的机械加工方法，对制造业的变革是一个重大的突破，利用 RPM技术可以直接或间接地快速制模，该技术已被汽车、航空、家电、船舶、医疗、模具等行业广泛应用。 下面简述一下目前已经商业化的几种典型快速成型工艺。 激光立体光刻技术 SLA 技术是交计算机 CAD 造型系统获得制品的三维模型，通过微机控制激光，按着确定的轨迹，对液态的光敏树脂进行逐层扫描，使被扫描区层层固化，连成一体，形成最终的三维实体，再经过有关的最终硬化打光等后处量 ，形成制件或模具。 激光立体光刻技术主要特点是可成型任意复杂形状，成型精度高，仿真性强，材料利用率高，性能可靠，性能价格比较高。 适合产品外型评估、功能实验、快速制造电极和各种快速经济模具。 但该技术所用的设备和光敏树脂价格昂贵，使其成本较高。 叠层轮廓制造技术 LOM 技术是通过计算机的三维模型，利用激光选择性地对其分层切片，将得到的各层截面轮廓层层粘结，最终叠加成三维实体产品。 其工艺特点是成型速度快，成型材料便宜、成本低，因无相变，故无热应力、收缩、膨 胀、翘曲等，所以形状与尽寸精度稳定，但成型后废料块剥离较费事，特别是复杂件内部的废料剥离。 该工艺适用于航空、汽车等和中体积较大制件的制作。