GBW92外圆滚压装置设计(论文DWG图纸).doc

GBW92外圆滚压装置设计(论文+DWG图纸)摘要本说明书详细介绍了车滚压的加工原理，而且以活柱筒为例，详细设计了一个用于活柱筒外圆加工的车滚压装置，最后仔细分析了本装置的适用范围和经济价值等内容。活柱筒的外圆加工通常采用(车磨)等工序，但是本装置采用一种新的方法滚压加工，来实现外圆表面的粗糙度的要求，而且滚压加工还有提高工件硬度、耐磨性、耐腐蚀性等在切削加工中无法得到的特性。本装置只需对普通车床加以改造，把大托板上的刀架换成本装置，就可以实现精密加工的效果。本装置适用于几乎所有外圆表面加工，而且对那些对表面有较高要求的工件，更能发挥出本装置的优势。本装置是一种工艺装备，而且结构简单，对于一般的厂家都有能力自行设计并制造出适合其产品的车滚压装置。关键词：车滚压、外圆、滚子、粗糙度SummaryThe specification expounds the lathing-grinding processing principle, takes Inner prop drum as an example in designing a lathing-grinding device used in outer-circle 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 outer-circle processing of Inner prop drum usually uses a working procedure, called LathingGrinding and so forth. However, this device mentioned above adopts a new way named Rolling processing, aiming at achieving the requests of coarseness degree of outer-circle, 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 come into effect as long as the engine lathes are reconstructed and the tool holders on the splints are exchanged with the Lathing-Grinding, which could apply to every outer-circle 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 lathing-grinding devices all by themselves, because this device, as technological equipment, is of simple configuration.Key words: Lathing-Grinding、Outer-circle、Roller、Coarseness degree目 录摘要 Summary 第1章 绪论 11.1 选题意义 11.2 滚压加工的概况 11.2.1滚压加工的概念 11.2.2滚压加工的原理 11.2.3滚压加工的特点及其应用场合 21.2.4滚压加工的分类 21.3本文主要研究内容 4第2章 设计方案的确定 5 2. 1设计参数 5 2. 2设计方案的确定 5第3章 工作参数的选择 73.1 滚压力 73.2 过 盈 量 73.3 滚压速度 83.4 滚压进给量 83.5 切削用量 83.6 工件原始表面质量 93.7 冷却液 9第4章 主要结构的确定及校核 104.1滚子设计及计算 104.1.1滚子的设计 124.1.2滚子的失效分析 124.2滚压器的尺寸计算 134.3轴承的选择及计算 154.3.1轴承的受力分析 154.3.2轴承寿命计算 164.4导轨的选定 164.5其余结构的确定 174.5.1滚压过盈量的调节机构 174.5.2吃刀深度的调节机构 174.5.3车刀的选用 174.5.4挡屑装置 184.5.5冷却装置 18第5章 外圆滚压加工注意事项 19第6章 车滚压的加工效果 206.1尺寸精度和表面粗糙度206.2金属内部的物理变化206.3表面性能的变化21第7章 车滚压装置的用途 22第8章 经济价值分析 23结论 24致谢 25参考文献. 26专题 快速制模技术 27附录1 36附录2 42第1章 绪论1.1选题意义对于活柱筒的外圆表面加工，按照传统加工方法(车磨)，虽然也能够满足设计要求 ，但是，随着产量的增加，设备需要量也加大，辅助时间加长。在这种情况下，我们可以利用CA6140等普通车床，加装一种外圆车滚压装置。该装置对外圆柱面同时进行切削和滚压加工，能获得一定的精糙度和抗疲劳强度。通过这个装置，不仅可能稳定地控制了活柱筒的表面质量，而且提高了加工效率,进而降低了生产成本。1.2滚压加工的概况1.2.1滚压加工的概念滚压加工是用滚柱滚压金属表面，将表面凸起部分碾压到凹陷部分，加工成平滑如镜的表面。与切削加工不同，滚压加工是一种塑性加工。滚压加工的工件不仅表面粗糙度瞬间可以达到Ra0.10. 8m，而且由于加工硬化提高其耐磨耗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。由于可简单而低成本的进行零部件的超精密加工，滚压加工日益被以汽车产业为首的精密机械、化学、家电等产业广泛应用，发挥其优势。1.2.2滚压加工的原理图1-1 滚压加工原理图如图所示，根据金属变形的理论，工作表面在外力的作用下，被滚压金属的原子间距离会暂时发生变动或晶粒间产生滑移。当外力达到一定数值时，被加工表面金属除产生弹性变形外，还会有塑性变形（即金属的残余变形）。由于塑性变形，不仅零件被加工表面的形状发生了变化，而且，其组织结构和物理性能也发生了变化，使金属被滚压层的组织变得紧密。晶粒变细、晶粒形状也沿着变形最大的方向延伸。同时在被滚压金属表面层内产生极大的压缩应力，使金属表面得到强化，提高了表面层的硬度；熨压平了微观不平度，大大降低了零件的表面粗糙度。被滚压金属表面的强度极限、屈服极限和疲劳极限行也都有所提高，但其相对延伸率和冲击强度则有所降低。这就使零件的抗腐蚀能力有所增加，使用性能也得到了改善。滚压加工时，在碾入区域滚柱将与切削加工面接触并渐渐加压，在塑性变形区域接触压力超过材料的屈服点，产生局部塑性变形。在滚柱下端最大负载作用后，在平滑区域开始弹性复原，滚柱渐渐与加工表面分离。在滚压器的滚压下，工件表面的不平度波峰和波谷被熨平和填平，故在一定的有效范围内，提高了工件的加工精度。1.2.3滚压加工的特点及其应用场合1.滚压加工的特点滚压加工是一种无屑光整加工方法。它是在常温状态下，利用硬材料（如淬火钢、硬质合金以及红宝石等）制成的工具，对被加工零件表面施加一定的压力，使表面层金属产生塑性变形，改变金属表面层的组织结构和物理性质，以达到光整表面，校正工件几何形状，提高加工精度的目的。由于滚压的结果，零件表层金属中产生了极大的压缩应力，因而强化了表面层金属，提高了强度极限、屈服极限和疲劳极限，使用零件表面产生一层冷硬层，增加了其耐磨性和谢腐蚀性能。从而，改善了零件的使用性能。2.滚压加工的应用场合滚压加工常用于加工内圆表面、圆柱面、圆锥面、开式圆弧表面、丝杆螺纹表面、齿轮齿形表面和平面以及一些不易加工的特殊形状表面等到。工件的材料可以是钢、铸铁或有色金属。滚压加工工艺简单，易于掌握，又不需要昂贵的专用设备，大、中、小型工厂企业均可采用，适用性强，是一种生产效率高能保证产品质量，提高经济效益的加工方法，具有较高的应用价值。1.2.4滚压加工的分类1.滚压加工的分类滚压加工在目前还没有统一的分类方法。按加工原理大致可分为单珠（柱）式滚压加工、多珠（柱）行星式滚压加工、旋风式滚压加工、脉冲式滚压加工、轮式滚压加工、镗滚压复合加工以及车滚压复合加工等。单珠（柱）式滚压加工主要用于外圆、内孔、平面和丝杠螺纹表面的滚压加工，多珠（柱）行星式滚压加工主要用于直径较大的内孔表面的加工；旋风式滚压加工主要用于外圆表面的加工，特别是用于细长杆圆柱表面的加工，效果更为显著；脉冲式滚压加工用于内孔表面加工，并能加工不通孔和非对称间断表面类型的孔，对于壁厚不均匀的内孔，采用脉冲式冯压加工，能获得较细的内孔表面粗糙度和较高的精度；轮式滚压加工用于大直径深孔的加工，对于直径大于400mm，孔深超过去10m的大直径深孔，采用轮式滚压加工，能获得较理想的内孔表面粗糙度和精度；镗滚复合加工用于内孔加工，深孔加工特别常用。2.车滚压加工车滚压加工是由车滚压机床来实现的，车滚压机床主要由滚压器、车刀架、顶尖、冷却系统和普通车床组成，其中车刀架位于滚压器前，车刀紧挨着滚压器，使车削滚压同时顺序进行。3.车滚压的加工条件 (1)加工前表面由于滚压加工是利用滚柱碾压的加工方法，所以加工后的表面粗糙度受凸起部分的高度及形状（即加工前状态）的影响。如果加工前表面状态粗糙（凸起部分高，凹陷部分深），则不能将凸起部分完全添埋凹陷部分，造成加工表面粗糙。另外，凸起部分的形状也影响加工后的表面。由车床或镗床单点切削得到的规则的凹凸形状，且为容易碾压的高度时，可得到最理想的表面。一般加工前的表面状况越好，加工后的表面状况越好，同时滚压头的磨耗也少。如果需要，可增加一道工序。 (2)加工前尺寸由于滚压加工是利用滚柱碾压的加工方法，所以加工前后工件的直径将发生变化（内径将扩大，外径将减小）。为了能加工到尺寸公差范围内，应考虑这个变化量决定前工序的尺寸。直径的变化量与工件的材质、硬度、滚压量有关，所以最初进行23次试加工后决定其尺寸。 (3)驱动机械滚压加工与切削加工不同，不需大扭矩，小功率车床也可以使用。(4)加工部分的壁厚滚压加工是用滚柱滚压加工部分的表面，使其致密化。所以，为了能够承受加工压力，待加工部分应有充分的壁厚（内径的20%）。壁厚太薄或部分薄时，加工后将发生起伏或真圆度下降。通常按以下方法解决这个问题：减少滚压量；利用夹具支撑外周；在削薄壁厚以前实施滚压加工。(5)加工部分的硬度滚压头可加工的工件硬度上限值为40HRC，但是也特制加工高硬度工件(硬度上限值为55HRC)用的滚压头。滚压加工高硬度工件时，加工部分由于承受压力大，工具寿命缩短。所以为得到所需精度的加工面，主要措施是减少滚压量。(6)转速和进给量向右旋转滚压头进行滚压加工；也可固定滚压头，工件旋转也可得到同样结果。转速与进给速度根据加工直径不同而不同。4.车滚压加工的优点一、滚压效率明显高于磨削，而且质量稳定；二、造价低，调整方便，减少辅助时间； 三、滚压后表面得以强化提高活柱简的使用寿命，经济效益显著。1.3本文主要研究内容一、采用合理的结构，同时进行车削和滚压加工；二、设计合适的滚子以及所需的相关的计算；三、采用合理的冷却系统；四、采用有效的微量进给系统； 五、采用合理的结构便于机械的安装、维修和调节。第2章 设计方案的确定2.1设计参数设计内容： 活柱筒的外圆加工 工件材料： 27SiMn加工方法： 车滚压加工要求： 外径为 内径为75mm粗糙度Ra0.8m直线度为选用机床： CA61402.2设计方案的确定活柱筒外圆的车滚压加工是用车滚压机床来实现的，车滚压机床就在普通车床加装车滚压装置，车滚压装置是由车刀和滚压器组成的，车刀在滚压器前面，使车削滚压同时顺序进行。装置后面用一特殊的堆堵用来同车床卡盘一起定位活拄筒，此外还有冷却系统是用来降低车削和滚压温度的。如下图所示，该装置安装在车床大托板的燕尾槽导轨上，其车削动作是由摇动车刀架手柄实现的，摇动手柄使车刀径向进给或后退，并按安装在车刀架上的百分表指示来控制加工尺寸，保证滚压余量。滚压动作是由均习分布的滚子来实现的，滚子被支承架限制在等分的圆周上，工作时径向滚压力由跑道承受，因滚子在360度圆周上均布，使向心力具有自动定心作用，滚压力的轴向分力则传给套，再通过止推轴承传给轴承套，轴承套通过调整螺母传递给外壳。跑道内孔有个小锥度，通过调整螺母调节滚子在跑道上的相对位置，从而实现微量调节。工作时，车床主轴上的卡盘卡住活柱筒不用加工的一头，工件的另一头用与工件加工要求的尺寸一致的一个特制的长锥堵顶着。长锥堵的长度应略长于滚压装置，这样当滚压完毕后可以把滚压装置完全退到锥堵上，以便换件，继续下一个工件的加工。为了防止车削过程中铁屑和冷却液四外飞溅，在前后加装挡板，为了便于在加工过程中观察加工情况，把位于可视车削过程的部位换成一个可方便打开的挡板。图2-1 车滚压装置简图第3章 工作参数的选择3.1滚压力滚压力是滚压过程中的主要参数，滚压力的大小直接关系到工件表面的变形程度和加工效率，滚压力的确定是比较复杂的，因为影响滚压力的因素很多材料的强度和硬度越高，原始表面粗糙度值越大。滚压元件直径越大，进给量越大，则滚压力相应的也越大。滚压力选取过大 ，滚压后粗犍度不但得不到降低，相反会引起表面金属疲劳，出现起皮现象。滚压力的选择是有一定范围的，直观的办法是调节滚压量来控制滚压力的大小，并根据滚压后的零件表面粗糙度来判断滚压力是否合适。3.2 过 盈 量滚压过盈量的选择，原则上应尽量使用较小的滚压力，保证精度和粗糙度的要求。选择过盈量不仅要考虑工件的塑性变形量，而且要考虑到工件在半径方向上的弹性变形量。活柱筒外圆滚压装置的安装尺寸为被加工圆柱筒的最小尺寸。以尾座孔活顶尖外套直径来调整滚柱所在圆直径，每次调整到滚压试件的尺寸及粗糙度满足要求后，再投入批量生产。根据文献1，滚压的过盈量按下式选取：式中：过盈量，滚压前滚子的对刀尺寸与车刀对刀尺寸之差；压下量，滚压后轴径实际尺寸与滚压前车刀对刀尺寸之差；弹性恢复量，在挤压作用下，高度内，一部分金属产生塑性变形产生，一部分产生弹性变形。扩张量，其大小与机床工艺刚度，切削用量（）大小，工件的外形是否规则，弯曲度大小有关。根据不同的工件材质，、选取不同数值，根据文献1，过盈量一般选取=0.150.25mm为宜，后面就以=0.25mm来计算。3.3 滚压速度滚压速度对加工表面的粗糙度及强化程度的影响不大，增大滚压速度可提高生产效率。但速度过高会引起振动，同时还会增高工件与工具的温升。经过多次试验,将活柱筒滚压速度定为7278mmin。3.4 滚压进给量图3-1 进给量与残留高度的关系进给量是滚压加工中的主要工艺参数它直接影响到滚压后工件表面的粗糙度和加工效率。从中可以看出，决定残留高度h的因素为滚压元件圆弧半径R和进给量,进给量愈小,则表面残留高度h愈小。因此，较小的进给量有利于降低表面粗糙度，但进给量增大可提高生产率。由于滚柱滚压接触面积较大,能承受较大滚压力,可选取较大的进给量。通过试验，对进给量的选择一般为f=(0.010.02)dmmr，取f=0.3mmr试验效果良好。3.5切削用量有关试验证明，加工高强度低合金结构钢27SiMn时，欲保证高质量、高效率条件下刀具的耐用度（t=40min）,选用普通硬质合金刀片远远满足不了要求，刀具常因过大磨损导致轴的粗造度值上升，故采用YW2、726等普通硬质合金涂层刀片，能取得满意的效果。根据文献1记载，切削深度为 =23mm。由于切削和滚压是同时进行的，二者必然是同一进给量和切削（滚压）速度。所以车刀切削速度也为7278mmin，已知工件直径为92mm,转化为转数n=250270r/min,查CA6140主要技术参数可得，相应的转数V有250 r/min，所以滚压时选取车床转数为250r/min，进给量取f=0.3mmr即可。3.6 工件原始表面质量活柱筒材料是27SiMn，调质硬度HB270310,因而可塑性较差，如果滚压前加工表面过于粗糙，滚压力大，将导致滚柱磨损，影响滚压质量。一般滚压预加工表面粗糙度以Ra6.3最佳。3.7 冷却液合理选择使用冷却润滑液，可使切削温度降低至约150C，使切削力降低15一30，提高刀具和滚柱的使用寿命，并能清除切屑和减小摩擦，从而提高滚压质量。通常选用一般的防锈乳化液为宜，可由车床水泵供给，但应有沉淀过滤装置，保持乳化液的清洁。第4章 主要结构的确定及校核4.1滚子设计及计算第5章 外圆滚压加工注意事项一、外滚压加工配套设备精度要求：车床主轴径向跳动在0.04mm以下,尾架中心与主轴中心同轴度要求0.03mm。车床导轨刚性要求较高，其直线度为0.06mm/m。这样才能保证滚压加工尺寸精度和表面精度的稳定性。 二、滚压加工中要使用冷却液。一般采用乳化液来降低滚压加工过程温度和冲掉工件外圆表面的屑末，特别是当车削滚压联合使用时，要以一定的压力进行冷却润滑，并冲掉车削下来切屑。否则，这些切屑会夹杂到滚压装置中去，影响滚压加工效果，甚至划伤滚压装置的滚柱，使滚压加工无法进行。三、滚压加工中途不宜停车。不然，滚压装置中的滚柱会在工件停留处压出一道环形槽而无法消除。若遇到特殊情况一定要停车时，应及时退出滚压装置。四、提高工件表面粗糙度，有利于滚压加工效果。在预加工粗糙度达Ra1.6时，只要过盈量合适，粗糙度可达Ra0.2以上。但当预加工粗糙度只有Ra6.4Ra3.2，加工表面有振动乱刀纹时，那么较深的刀纹不能被滚压光，这只有增加过盈量再次滚压。如果孔的椭圆度和锥度过大，滚压后上述缺陷仍然存在，同时粗糙度大。因此，预加工表面最好小于Ra3.2，几何精度在一、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23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。第6章 车滚压的加工效果6.1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6-1 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Ra3.2m 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Ra0.8m。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。6.2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1.5mm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。6.3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。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Ra0.10.8m，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。第8章 经济价值分析对于粗糙度要求Ra0.8m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0.001mm范围内，表面粗糙度可达到Ra0.40.2。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。 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。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。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 . 80镗滚压头的设计. 煤矿机械. 2000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 2002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 2003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11.王建中 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。1.1激光立体光刻技术(SLA)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。1.2叠层轮廓制造技术(LOM)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。1.3激光粉末选区烧结成型技术(SLS)SLS技术是将计算机的三维模型通过分层软件将其分层，在计算机控制下，使激光束依据分层的切片截面信息对粉末逐层扫描，扫描到的粉末烧结固化(聚合、烧结、粘结、化学反应等)，层层叠加，堆积成三维实体制件。该技术最大特点是能同时用几种不同材料(聚碳酸脂、聚乙烯氯化物、石蜡、尼龙、ABS、铸造砂)制造一个零件。1.4熔融沉积成型技术(FDM)FDM技术是由计算机控制可挤出熔融状态材料的喷嘴，根据CAD产品模型分层软件确定的几何信息，挤出半流动状态的热塑材料沉积固化成精确的实际制件薄层，自下而上层层堆积成一个三维实体，可直接做模具或产品。 1.5三维印刷成型技术(3D-P)3D-P技术用微机控制一个连续喷墨印刷头，依据分层软件逐层选择性地在粉末层上沉积液体粘结材料，最终由顺序印刷的二维层堆积成一个三维实体，犹如不使用激光的快速制模技术。该技术主要应用在金属陶瓷复合材料的多孔陶瓷预成型件上，其目标是由CAD产品模型直接生产模具或功能性制作。 2表面成型制模技术表面成型制模技术，主要是利用喷涂、电铸、化学腐蚀等新的工艺方法形成型腔表面及精细花纹的一种工艺技术，实际应用中包括以下几种类型。 2.1电弧喷涂成型制模技术电弧喷涂成型技术的原理是：利用2根通电的金属丝之间产生电弧的热量将金属丝熔化，依靠高压气体将其充分雾化，并给予一定的动能，高速喷射在样模表面，层层镶嵌，形成一金属壳体，即型腔的内表面，再用充填基体材料(一般为金属粉粒与树脂的复合材料)加以支撑加固，提高其强度和刚性，连同金属模架组合成模具。这种制模技术工艺简单、成本低，制造周期非常短，型腔表面的成型仅需几个小时，节省能源和金属材料，一般型腔表面仅2-3mm厚，仿真性极强，花纹精度可达到0.5m。目前该技术被广泛地用于飞机、汽车的内饰件模具、家电、家具、制鞋、美术工艺品等表面形状复杂及花纹精细的各种聚氨酯制品的吹塑、吸塑、PVC注射、PU发泡及各类注射成型模具中。2.2电铸成型技术电铸成型技术的原理同电镀一样，是依样模(现成制品或按制品图纸制成的母模)为基准(阴极)，置放在电铸液中(阳极)，使电铸液中的金属离子还原后一层一层地沉积在样模上，形成金属壳体，将其剥离后，与样模接触的表面即为模具的型腔内表面。该技术主要特点是节省材料、模具制造周期短，电铸层硬度可达40HRC，提高了耐磨性和寿命，粗糙度、尺寸精度与样模完全一致，适用于注射、吸塑、吹塑、搪塑、胶木模、玻璃模、压铸模等模具型腔及电火花成型电极的制造。 2.3型腔表面精细花纹成型的蚀刻技术蚀刻技术是光学、化学、机加工综合应用的一种技术，它的基本原理是先把花纹图案制成胶片，再把胶片上的花纹图案复制在已涂上光敏材料的模具型腔表面上，经过化学处理，模具型腔表面形成不被蚀刻部分的保护层，再根据模具材质，选择相应蚀刻工艺，将花纹图案蚀刻在模具内表面上。该技术的主要特点是时间短、费用低，修补破损花纹图案可做到天衣无缝。3浇铸成型制模技术浇铸成型制模技术的共同特点是依样件为基准，浇铸出凸、凹模，型腔表面不需要机械加工。实际制模中主要有以下几种类型。 3.1铋锡合金制模技术铋锡合金快速制模技术是经样件为基准，以Bi-Sn(铋锡)二元共晶合金(熔点138，胀缩率万分之三)为材料，有精密铸造的方法同时铸出凸模、凹模、压边圈的一种技术。该技术的特点是制模成本低，合金可重复使用，制造周期短，尺寸精度高，形状、尺寸与样件完全相符，一次铸模寿命可达500-3000件，非常适合新产品开发、工艺验证、样品试制及中小批量和平。3.2锌基合金制模技术这是一种以样件(或样模)为基准，以熔点为380左右的锌基合金为材料，分别浇注凸、凹模，原则上型腔表面不进行机械加工的一种制模技术。该技术特点是制模成本低、周期短，适用于制作薄板大型拉伸模、冲裁模及塑料模。3.3树脂复合成型模具技术这是一种以样模(或工艺模型)为基准，以树脂或其复合材料为流体材料，先浇注出凸(凹)模，再依据凸(凹)模贴上蜡片(间隙层)，浇注凸(凹)模。该技术成型的型腔表面不需机械加工。该技术与CAD/CAM相结合，特点是模具尺寸精度高、制造周期短、成本低，是新产品试制、小批量生产工艺装备的新途径。适用于制作大型覆盖件拉伸模(也可局部镶钢)、真空吸塑、聚氨酯发泡成型模、陶瓷模、仿型靠模、铸造模等。3.4硅橡胶制模技术该技术以制件原型或模型为基准，将柔态硅橡胶制作成块，再靠高压力与模型完全吻合。4挤压成型技术4.1冷挤压成型 利用铍铜合金的良好的导热性和稳定性，经固熔时效处理后，采用冷挤压制造模具凹模型腔。其特点是制造周期短，型腔精度高(IT7级)，表面粗糙度Ra=0.025m,强度高，寿命可达50万次，无环境污染。 4.2超塑成型制模技术该技术是利用金属材料在细化晶粒、一定成型温度、低变形速率条件下，材料具有最佳超塑性时，将事先制作好的凸模，用较小的力便可挤压出凹模的一种快速经济制模技术。超塑成型材料的典型代表是Zn-22%AL。5无模多点成形技术无模多点快速成形技术是以CAD/CAM/CAT技术为主要手段，利用计算机控制高度可调基本体群形成上下成形面，代替传统模具对板料进行三维曲面成形的又一现代先进制造技术。此项技术可以随意改变变形路径与受力状态，提高材料的成形极限，可反复成形，以此消除材料内部的残余应力，实现无回弹成形。6凯维朗(KEVRON)钢带冲裁落料制模技术 新型钢带冲裁落料制模技术是一种不同于一般具有凸、凹模结构的钢带模，它是由单刃钢带与特制垫板组成的新型快速经济制模技术。这种模具重量轻，一般只有200kg，加工精度为0.35-0.50mm，可适合各种黑色和有色金属的0.5-0.65mm厚的板料加工。寿命可达到5-25万次，制造成本低。7模具毛坯的快速制造技术实型铸造由于大量的模具是属于单件或小批量生产，模具毛坯的制造质量和周期及成本对最终的模具质量和周期及成本的影响是至关重要的。现代模具毛坯已广泛地采用子实型铸造技术，所谓实型铸造就是利用泡沫塑料(聚苯乙烯PS或聚甲基丙烯酸酯PMMA)制作代替传统的木模或金属模，造型后不需取出模型，便可以浇铸，泡沫塑料模型的高温液体金属作用下，迅速燃烧气化而消失，金属液取代原来泡沫塑料模型所占有的位置，冷凝后形成铸件。实型铸造在实际应用中有下列几种情况。7.1干砂实型铸造即用55-100目的全干没有任何粘结剂的石英砂造型，用EPS或PMMA泡沫塑料制作的模型涂挂0.2-1mm厚透气性良好的耐火涂料层，以提高铸件表面粗糙度，防止粘砂或塌箱。7.2负压实型铸造负压实型铸造又称V法造型。该技术是使用全干而无粘结剂的石英砂做型砂，用EPS或PMMA泡沫塑料做模型，在塑料薄膜的密封条件下，让整个铸型在负压条件下(真空度0.4-0.67MPa)进行液体金属浇铸，铸件凝固后解除负压即可得到表面光洁的铸件。7.3树脂砂实型铸造利用树脂砂做型砂，用EPS或PMMA泡沫塑料做模型，在常温、常压下进行液体金属浇铸而制取铸件。利用实型铸造的技术制造模具毛坯具有尺寸精度高(ISO9级)，加工余量小(一般在5mm左右)，不需要拔模斜度，不需要制型芯与泥芯撑，节省金属材料，节省做木模型的木材，制造周期短，成本低。该技术适合大型、复杂、单件模具毛坯的生产。陶瓷型精铸、失蜡精铸等技术在提高模具毛坯精度、降低加工工时、缩短制造周期、降低成本等方面也显示出其特有的优越性。8其它方面技术为了简化模具的结构设计，降低模具成本，缩短模具制造周期，在国内外也先后出现了一些其它方面新技术的应用，如快换模架、冲压单元、刃口堆焊、镶块铸造、氮气弹簧等。8.1氮气弹簧在模具上的应用氮气弹簧是一种新型弹性功能部件，用它代替弹簧、橡胶、聚氨酯或者气垫，它能够准确地提供压边力，在较小空间便可产生较大初