对温滚压技术进行了研究,并将其应用在曲轴强化上。由于温滚压可以的到更好的屈服强度和表面强度。因此温滚压曲轴相能获得更好的疲劳强度。.滚压强化的发展趋势通过所查资料表明,国内外滚压强化的发展趋势主要在以下几个方面理论方面包括对滚压强化的机理以及滚压力的计算的研究。以临界等效应力作为失效标准确定的最佳残余应力,在提高深沟球轴承的寿命放面取得了较好的效果。而应用在曲轴上面的报道很少。因此研究最佳残余应力理论在提高曲轴寿命领域的应用将成为滚压强化机理的发展趋势。工艺方面由于对滚压参数的研究不是十分充分,如曲轴材料滚压工艺参数对滚压层和疲劳强度的影响缺乏系统的研究。不能向设计者提供系统可靠的疲劳理论设计计算公和完善的材料性能数据,因此获得不同尺寸和材料的曲轴在不同工况下的最佳工艺参数滚压力的大小滚压圈数滚压速度滚压位置滚论的半径成为国内曲轴滚压技术的发展趋势。数值模拟方面主要是曲轴圆角经过滚压后残余应力状态的研究。曲轴滚压强化机液压系统的设计.工艺参数的选择滚压力强化效果主要以残余压应力和滚压层深度硬化层来衡量。在定范围内,加大滚压力,则残余应力和滚压层深度相应增加,强化效果提高。但滚压是利用塑性变形的种强化方法,不可能使残余压应力和滚压层深度超过限度。否则,会使滚压表面起皮,甚至剥落变形,反而降低滚压效果。滚压力增加还涉及到滚压工具滚压机床的刚性和冷却润滑等问题。因此,往往把滚压力限制在中等范围内。根椐资料,最大残余应力在材料屈服点的.倍滚压层最大硬度在材料硬度的.倍为宜。亦可根据等强度观点,将曲轴圆角强度提高到与其他部位相等或稍高,使曲轴故障不致在圆角区发生,这样也就达到了强化之目的。可见滚压力的选择,是由滚压工具曲轴材质结构及工作状况所决定的。曲轴类型不同滚压力亦不同。根据滚压层深度确定滚压力,预定滚压层深度,计算滚压力,其计算式式中.滚轮半径连杆轴颈圆角半径主轴颈圆角半径相关轴颈半径曲轴材质屈服强度滚压层深度对于汽车拖拉机用内燃机曲轴,取其连杆轴颈直径的左右,为。滚压次数滚压的先决条件是工件要有足够的塑性。曲轴圆角在滚压过程形成环形压痕,金属沿切线和圆角方向流动,圆角两侧堆积金属形成凸缘。根据试验表明,在给定压力下,当滚压至定次数后,压痕深度和凸缘高度达到最大值,不再继续扩展,滚压深度和残余应力亦不会再增加。若继续滚压只会引起曲轴变形量增大滚压表面光洁度下降,甚至起皮同时还可能破坏滚压工具的表面光洁度。所以滚压次数不宜过多,般在次之间为宜,本液压系统选取次。滚压速度这是指切线速度。滚压过程中圆角表层金属产生塑性流动,特别是滚轮滚压处更为明显。当滚压速度太高即使在冷却润滑条件充分的情况下,使滚压表面出现烧伤和撕裂。同时,滚压机构的惯性和离心力,会引起滚轮颤动,使滚压表面产生波纹。这不仅会降低滚压表面质量,损坏滚压工具,而且还会增大曲轴弯曲变形。若滚压速度过低,曲轴扭转变形增加,轴向还略有延伸。滚压速度与曲轴圆角的半径大小及硬度滚压工具的结构形状滚压力滚压机床等有关。在般情况下取。.液压系统使用要求及速度负载分析使用要求设计的曲轴强化滚压机液压系统采用三级变压液压系统。滚压过程中,滚压力成阶梯型变化,实现自动定位强化滚压光整滚压三个过程以提高滚压质量和滚压校直作用。即开始按较小的夹紧力进行滚压,便于曲轴定位当滚压数圈后,滚压力增加到最大值,做强化滚压滚压至需要圈数后,压力又降至定值,做光整滚压再滚压数圈,滚压循环结束。滚压力和圈数由控制机构控制,可随需调整。速度负载分析曲轴圆角滚压工艺参数工艺流程为精磨轴颈后滚压圆角滚压速度为定位滚压的滚压力为,最大的强化滚压力为,光整滚压的滚压力为。滚压力及滚压圈数见图滚压时的进给速度为.。各工作阶段的滚压深度根据公式可以计算出来定位滚压的滚压深度.强化滚压的滚压深度图负载分析中,暂不考虑回油腔的背压力,液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是立式放置,这样需要考虑的力有滚压力,自身重力和惯性力。.液压系统方案设计确定液压泵类型及调速方式参考同类组合机床,选用单作用叶片泵供油调速阀进油节流调速的开式回路,溢流阀做定压阀。选用执行元件系统工作循环要求正向快进和工作,反向快退,因此选用单活塞杆液压缸,选用无杆腔面积等于有杆腔面积的两倍。八个液压缸并联在油路中。多级调压回路根据运动方式和要求,采用多级调压回路来实现自动定位强化滚压光整滚压三个过程以提高滚压质量和滚压校直作用。多级调压回路为三级调压回路。泵的出口分别接具有不同调定压力的溢流阀,其中个溢流阀直接接在泵的出口,另外两个通过三位五通阀接在泵的出口。当换向阀中位时,压力由溢流阀调定当换向阀左位时,压力由溢流阀调定当换向阀右位时,压力由溢流阀调定,液压系统原理如图所示,电磁铁的动作顺序如表所示。换向回路的选择本系统对换向的平稳性没有严格的要求,因此选用电磁换向阀的换向回路。为了实现液压缸简单的换向,选用两位四通换向阀。组成液压系统绘原理图将上述所选定的液压回路进行组合,并根据要求做必要的修改补充,组成如图所示的液压系统图。为了便于观察调整压力,在液压缸的进油口处设置测压点。图液压系统原理图油箱滤油器单作用叶片泵单向阀调速阀三位四通电磁阀送料缸主溢流阀三位四通电磁阀溢流阀左档溢流阀右档调速阀两位两通电磁阀调速阀两位四通电磁阀滚压缸油压表表液压系统中各电磁铁的动作顺序动作电磁铁送料快进夹紧加压Ⅰ加压Ⅱ加压Ⅲ松开退料.液压系统的参数计算液压缸参数计算初选液压缸的工作压力参考同类型的组合机床,初定液压缸的工作压力为。确定液压缸的主要结构尺寸本液压系统要求快退和快进,现采用单杆式的液压缸。取无杆腔有效面积等于有杆腔有效面积的两倍,即。由图可知最大负载为加压Ⅱ时阶段的负载,按此计算则液压缸直径.由可知活塞杆直径按将所计算的与值分别圆整到相近的标准直径,以便采用标准的密封装置。圆整后得按标准直径算出按最低工进速度验算液压缸尺寸,查产品样本,调速阀最小稳定流量.,因工进速度.为最小速度,则由公式本设计中.,满足最低速度的要求。计算液压缸各工作阶段的工作压力流量和功率根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸的有效面积,可以计算出液压缸工作过程各阶段的压力,液压缸的参数如表所示。表液压缸所需的实际流量压力和功率工作循环计算公式负载进油压力所需流量输入功率加压Ⅰ.加压Ⅱ.加压Ⅲ.液压泵的参数计算由表可知加压Ⅱ阶段液压缸工作压力最大,若取进油路总压力损失,压力继电器可靠动作需要压力差为,则液压泵最高工作压力为.因此泵的额定压力可取.由表可知攻进时所需的流量最大是.,设溢流阀最小流量为.,则泵的流量跟椐上面计算的压力和流量,查产品样本,选用型的单作用叶片泵,结构如图所示,结构尺寸如图和表所示。该泵的额定压力,最低转速,最高转速。图型叶片泵的结构图图型叶片泵外形尺寸图表型叶片泵外形尺寸表型号尺寸型号尺寸电动机的选择系统为单泵供油,泵的流量.,泵的出口压力油流经单向阀后再经过调速阀,两位四通阀进入液压缸大腔,大腔的压力.。由此计算所需要的的电动机功率据此查产品样本选用电动机,电动机功率.,额定转速,外形尺寸如图所示,性能参数如表所示。图电动机外形尺寸图表电动机外形尺寸表型号尺寸基本尺寸基本尺寸极限偏差基本尺寸基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差.,,.基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差,.,.,.位置度公差液压元件和装置的选择液压阀的选择根据液压阀在系统中的最高工作压力与通过该阀的最大流量,可选出选出这些元件的型号及规格。本设计中所有阀的额定压力都为,额定流量根据各阀通过的流量,确定为三种种规格,所有元件的规格型号列于表中。过滤器按液压泵流量的两倍选