畢業(yè)論文- 長軸類零件的加工工藝設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)長軸類零件的加工工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)系部：機(jī)械工程系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師：二零一五年六月誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。本人簽名：年月日

畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：長軸類零件的加工工藝設(shè)計(jì)系部：機(jī)械工程系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)學(xué)生：指導(dǎo)教師（含職稱）1．課題意義及目標(biāo)

軸類零件是配件中經(jīng)常遇到的典型零件之一，它主要用來支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷，按軸類零件結(jié)構(gòu)形式不同，有實(shí)心軸、空心軸等。它們?cè)跈C(jī)器中用來支承齒輪、帶輪等傳動(dòng)零件，以傳遞轉(zhuǎn)矩或運(yùn)動(dòng),確保長軸硬度，韌度，精度。2．主要任務(wù)研究以下幾點(diǎn)：（1）可靠地確保加工精度，整體提高工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。（2）保證長軸不變形，不彎曲。（3）數(shù)控加工中編程較為容易，但由于零件的自身特點(diǎn)，在實(shí)際操作時(shí)會(huì)受削力、切削熱、機(jī)床夾具等多方面的因素干擾，使其在實(shí)際加工中不易操作。加工工藝較為復(fù)雜，需要注意的細(xì)節(jié)較多，實(shí)際操作需綜合考慮。3．主要參考資料[1].劉敏,姜蕾,季玉瓊.細(xì)長軸類零件加工工藝過程的研究.中國高新技術(shù)企業(yè).[2].黃文超.細(xì)長軸類零件在普通車床上的加工方法.機(jī)械研究與應(yīng)用.4．進(jìn)度安排設(shè)計(jì)各階段名稱起止日期1查閱文獻(xiàn)，了解研究目的意義，完成開題報(bào)告2014.12.01至2014.12.312零件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求分析以及工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2015.01.01至2015.03.103填寫工藝文件，完成中期答辯2015.03.11至2015.04.304綜合整改，全面完善2015.05.01至2015.05.152015.04.305撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯2015.05.16至2015.06.10審核人：年月日長軸類零件的加工工藝設(shè)計(jì)摘要：軸類零件是機(jī)械加工中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它在機(jī)械的應(yīng)用中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等的傳動(dòng)件，以傳遞扭矩。根據(jù)長軸所具有的結(jié)構(gòu)形式，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、實(shí)心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸以及各種絲杠，在劃分長短軸時(shí)，軸的長徑比小于5的被稱作為短軸，大于20的則稱為細(xì)長軸，大多數(shù)軸的長徑比都在這兩者之間。它們的精度和表面粗糙度一般要求較高，所以對(duì)操作者和車床的要求也很高，由于自身容易變形，會(huì)產(chǎn)生腰鼓型、竹節(jié)型，這樣的缺陷就變得很嚴(yán)重，影響零件的使用。此次長軸的裝夾方式有兩種，卡盤-頂尖，頂尖-頂尖，根據(jù)這兩種不同的裝夾方式，運(yùn)用材料力學(xué)知識(shí)可以對(duì)其進(jìn)行模擬分析，也就是分析了變形的影響要素，最后，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及其功能，運(yùn)用滾壓等知識(shí)完成加工工藝設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：長軸類零件，工藝，滾壓TheDesignofLongShaftParts

ProcessingAbstract：Shaftisoneofthetypicalmachiningofparts.Itismainlyusedforsupportingthegears,pulleys,camsandconnectingrodsandothertransmissionparts,itcantransmittorque.Accordingtotheformofthelongaxisofthestructure,theshaftcanbedividedintoasteppedshaft,taper,spindle,axis,solidshafts,crankshafts,camshafts,eccentricshaftandavarietyofscrew.Theaspectratioofaxislessthan5isreferredtoasaminor,morethan20arecalledtheelongateshaftandmostareconcluded.Theiraccuracyandsurfaceroughnessgenerallyneedhigherrequirements,sotheoperatorandlathearethebest.Theshafteasilydeformed,suchasdrumtype,bamboo-type,itwillaffecttheuseofparts.Therearetwodifferentwaysofclamping,Chuck-top,top-top.Ianalyzedthereasonofmorphbyusingmaterialsmechanics.Finally,accordingtothestructureandfunctionofshaftparts,Ihavecompletedtherollingprocessdesign.Keywords:Longaxisparts,Technology,Rolling.目錄TOC\o"1-3"\h\u278681前言 前言軸類零件相對(duì)都比較復(fù)雜，特別是長軸類零件，在加工過程中會(huì)有很多因素會(huì)影響到零件的質(zhì)量。機(jī)床的振動(dòng)產(chǎn)生誤差，在切削過程中還會(huì)有切削熱，殘余應(yīng)力等。這一系列的影響，會(huì)在軸的彎曲度，表面粗糙度上產(chǎn)很大的影響，加工變形成了軸的加工工藝的難點(diǎn)問題。在國內(nèi)發(fā)展中，軸類零件的加工已經(jīng)歷過很多年，對(duì)于傳統(tǒng)的工藝方法也比較成熟，無論是在工藝的程序還是熱處理方面，都已得到廣泛的應(yīng)用，但是傳統(tǒng)的工藝效率相對(duì)比較低，大大加長了工時(shí)。對(duì)于打磨，我們還是有些利用手工進(jìn)行，并沒有達(dá)到理想的效果，表面粗糙度反而增加。雖然數(shù)控加床在國內(nèi)已經(jīng)廣泛的使用，在軸類零件的加工余量大，易變形等問題上得以緩解，但是查傳統(tǒng)的機(jī)床所占的作用也很大，提高精度，首先硬性條件還是從設(shè)備上進(jìn)行改善。在此次的研究中，對(duì)于裝夾方式的受力給了給分析，主要是工廠里常用的兩種方式，卡盤-頂尖和頂尖-頂尖的安裝，這里主要根據(jù)所學(xué)過的材料力學(xué)，通過受力分析，我們得到哪些地方容易變形。國際上，對(duì)于軸類零件的加工工藝，已經(jīng)達(dá)到了爐火純青的地步，無論是在精度，還是表面粗糙上，這里并不是崇洋媚外，在一些技術(shù)上的問題中，我們還是要學(xué)習(xí)國際上先進(jìn)的技術(shù)。特別是材料上，制造水平較高，復(fù)合材料在抗壓性、抗彎性、延展率上具有明顯的優(yōu)勢，但是在抗沖擊性的問題上還是較差，這是軸類零件的共性問題。綜合考慮軸類零件的加工，盡量避免加工過程出現(xiàn)的裂痕和彎曲，選用較適合的復(fù)合材料，還有合理的工序，工序卡片在最后，這里詳細(xì)介紹了工藝的順序流程。為了進(jìn)一步防止變形，我們?cè)陔S刀架也做了改進(jìn)，工廠里對(duì)于這個(gè)要求很嚴(yán)格，因?yàn)樯婕暗綄?shí)用性，必須保證精度。在這里車小頭和大端都要用到數(shù)控車床，這樣對(duì)于加工的精度有所保證，并且對(duì)于后續(xù)的滾壓工序有著重要作用。2軸類零件技術(shù)要求2.1尺寸精度起裝配作用的軸為了確保運(yùn)轉(zhuǎn)正常，這不得不對(duì)其尺寸精度要求較高（IT5～I(xiàn)T7）。起支撐作用的軸尺寸精度一般要求較低（IT6～I(xiàn)T9），但是對(duì)其剛度和韌性要求就很高。加工過程中的尺寸精度和幾何誤差也有關(guān)聯(lián)，成形運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生誤差，切削刃輪廓在加工中也會(huì)產(chǎn)生誤差。車床也在誤差，自身制造中就會(huì)存在，在車間安裝中，經(jīng)過長時(shí)間的加工產(chǎn)生的磨損，這些原因都能影響工件的尺寸精度。其次是刀具誤差的存在，常用的有成形刀、一般刀、定尺寸刀；這次加工中沒有設(shè)計(jì)專門的夾具，雖然在跟刀架上有所改善，但是所用的還是兩種裝夾方式，在裝夾中也會(huì)產(chǎn)誤差。加工中經(jīng)常要進(jìn)行測量，特別是校直，雖然使用的是校直機(jī)可以避免誤差，但是其他尺寸的測量誤差難免會(huì)存在，經(jīng)常進(jìn)行測量也會(huì)減少誤差的存在。試切與實(shí)際加工切削層厚度不同，尺寸精度實(shí)際切削過程中會(huì)受到的影響，比如在精加工時(shí)，試切的最后一刀一般都會(huì)比較薄，切削刃在這時(shí)起到的作用是擠壓而不再是切削，這只是理論方面，但正式切削時(shí)深度就會(huì)較大，為了使切削刃不打滑，因此會(huì)多切工件；調(diào)整產(chǎn)生的誤差，其實(shí)在機(jī)械加工的層層工序中，根據(jù)對(duì)精度的要求和工件的偏移，還要對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行這樣或者那樣的調(diào)整，這是加工中不可或缺的，不單單在軸類零件加工中，其它零件加工中也要考慮，由于調(diào)整后不能完全達(dá)到所需精度，在調(diào)整中，擋塊的行程起著決定性作用。2.2相互位置精度軸類零件的位置精度要求其實(shí)是由于軸在機(jī)械中的位置和作用所決定的。一般應(yīng)保證裝配傳動(dòng)件的軸頸對(duì)支承軸頸的同軸度的要求，否則會(huì)影響傳動(dòng)件的傳動(dòng)精度，并產(chǎn)生噪聲。對(duì)于精度要求一般的軸，其配合軸段對(duì)支承軸頸的徑向跳動(dòng)一般為0.01～0.03mm，精度要求較高的軸通常為0.001～0.005mm。在此次加工的節(jié)制桿中，要求的精度較高，各個(gè)位置要在允許的范圍內(nèi)，這樣才能正常使用。由于工藝中對(duì)這方面要求的內(nèi)容比較少，不做過多的解釋。2.3表面粗糙度磨削的過程會(huì)影響表面粗糙度，影響的原因也是多方面的，主要包括塑性變形和機(jī)械加工振動(dòng)。對(duì)磨削進(jìn)行分析可以看出，表面粗糙度與砂輪形成的刻痕有關(guān)系，表面的刻痕越多，單位面積通過的磨礪數(shù)量就越多，可知砂輪的磨礪就是越細(xì)，會(huì)產(chǎn)生較小的粗糙度。在這里還有一個(gè)因素就是磨削的深度是否均勻，在均勻情況下，同樣也會(huì)產(chǎn)生較小的表面粗糙度值。磨削的過程中，因?yàn)槟チ４蠖鄶?shù)是具有比較大的負(fù)前角，比較粗糙不鋒利，所以在磨削過程大多數(shù)磨粒中只是對(duì)表面產(chǎn)生擠壓作用，因?yàn)檫@樣的擠壓從而使表面出現(xiàn)了塑性變形；對(duì)于磨削表面粗糙度來說，實(shí)際操作中車床和數(shù)控車床的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生很大的原因。在加工面過程中要盡量避免出現(xiàn)，這里一般的避免的方法有三種：第一種是與磨削砂輪有關(guān)的因素，在這里指的是砂輪的粒度、硬度以及對(duì)砂輪進(jìn)行的修整過程等，粒度越細(xì)的砂輪，就表明砂輪在單位面積上的磨粒的數(shù)量就越多。我們可以理解，單位面積上的磨礪數(shù)量越多，砂粒越細(xì)，表面粗糙度值就越小。但并不是沒有限度，如果這兩方面因素的范圍超過一定的值，這就使表面粗糙度值增大，并且很可能導(dǎo)致波紋和燒傷，砂輪的硬度，是指磨粒受到磨削力以后能從砂輪上脫落掉的難易程度。如果砂輪過硬，磨粒磨損后就很不容易脫落，工件表面就會(huì)因此受到強(qiáng)烈的擠壓，增加了塑性變形，從而導(dǎo)致表面粗糙度值加大，并且還會(huì)引起燒傷；如果砂輪過軟，磨粒就會(huì)變得容易脫落掉，磨削的作用也就減少，從而增大了表面的粗糙度值。通過對(duì)砂輪軟硬的理論分析，所以在選擇的過程中軟硬程度要適中，這里的選擇原理就要根據(jù)節(jié)制桿的加工要求來定。砂輪修整的質(zhì)量與所用的修整工具有著密不可分的聯(lián)系，一般情況下，砂輪的修整主要工具就是金剛石，因?yàn)樯拜喭鈱右呀?jīng)鈍化了的磨粒必須要去除，只有這樣才會(huì)使磨粒切削刃變得鋒利，利用此種方法會(huì)使磨削表面的表面粗糙度降低。此外，如果修整后砂輪的縱向的進(jìn)給量減小，而且修正后的砂輪的切削微小的刃數(shù)量如果越多，零件的表面粗糙度值也會(huì)呈現(xiàn)遞減趨勢。第二種是與毛坯材料有關(guān)的因素，也就是工件的才材料，在加工過程中，主要涉及到零件材料的硬度、塑性，導(dǎo)熱性，這些自身的屬性對(duì)于表面粗糙度來說有著決定性的影響。舉個(gè)例子，像鋁，銅這樣的軟材料合金就容易堵塞砂輪，所導(dǎo)致的結(jié)果就是很難磨。然而塑性過大、導(dǎo)熱性能反而較弱的耐熱合金，在加工過程中反而容易使砂輪過早脫落，這種類型產(chǎn)生的結(jié)果就是表面粗糙度值會(huì)變大。第三種因素是加工條件，磨削用量所產(chǎn)生的影響較大，無論是在進(jìn)給量、砂輪速度還是在磨削深度。但是提高了砂輪速度，就可以使表層金屬塑性變形的速度跟不上磨削速度，也就是說，材料還來不及變形就已經(jīng)完成了，通過這種方式就會(huì)使磨削表面的粗糙度值降低。砂輪磨削過程中會(huì)產(chǎn)生較高時(shí)溫度，熱的作用就會(huì)占主要地位，此時(shí)的切削液作用也就變得很重要，磨削區(qū)域會(huì)產(chǎn)生高熱，在此要用到冷卻液，減小溫度值，避免燒傷。而且砂粒和切屑也會(huì)掉落，工件也不會(huì)產(chǎn)生劃傷，表面粗糙度值減小。因此實(shí)際的加工過程，切削液以及切削方法要根據(jù)實(shí)際情況選擇。在外圓磨床，機(jī)床砂輪的主軸精度，在與傳動(dòng)件相配合的軸徑表面要求粗糙度值范圍在Ra2.5～0.63μm，進(jìn)給系統(tǒng)的精度以及平穩(wěn)性，整個(gè)車床剛度和它的抗震性，對(duì)于表面粗糙度的影響都有著直接的關(guān)系。一般來說，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用的軸，特別是起到支撐作用的的軸，其表面粗糙在Ra0.63～0.16μm。工廠里運(yùn)用的軸，其精準(zhǔn)度和表面粗糙度都有著很高的要求，在此次節(jié)制桿的加工中，最后要通過滾壓的方法進(jìn)行加工，這會(huì)進(jìn)一步提高表面的粗糙度。3軸類零件的毛坯和材料3.1軸類零件的毛坯在機(jī)械加工中，制定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程前，首先要做的的是如何確定毛坯，在這里包括選擇毛坯類型，毛坯的制造，還有如何保證毛坯精度。加工過程中，毛坯起著很多決定性的影響，比如材料的消耗多少，工序的數(shù)量，投入勞動(dòng)量的大小。如果所選用的毛坯尺寸與所加工的零件近似，投入勞動(dòng)量就會(huì)減少，材料損耗減少，加工效率提高，當(dāng)然在一定程度上增加了經(jīng)濟(jì)效益。雖然這樣的毛坯會(huì)有諸多好處但是這樣的毛坯制造成本較高。因此選用時(shí)根據(jù)機(jī)械加工和制造成本兩方面綜合進(jìn)行考慮，這樣的情況才能保證毛坯選擇得當(dāng)。根據(jù)零件的用途，就要分析零件的材料，進(jìn)而可以得出自身的力學(xué)性能。毛坯的選用離不開材料的分析。所學(xué)習(xí)的課本內(nèi)容可知，形狀復(fù)雜的鋼制零件不適合用自由鍛；生產(chǎn)類型單件小批量生產(chǎn)則采用木模手工制造；這是加工工藝中所要遵守的經(jīng)驗(yàn)與方法。實(shí)際加工中，充分結(jié)合傳統(tǒng)工藝與先進(jìn)技術(shù)，如精鑄，精鍛，冷軋，冷擠壓，粉末冶金法、和工程塑料等，對(duì)這些工序要掌握好，能達(dá)到所要求的精度和表面粗糙度。有時(shí)甚至可以大大降低機(jī)械加工勞動(dòng)量，經(jīng)濟(jì)效果十分顯著。機(jī)械工程材料一書中，對(duì)軸類零件的毛坯選擇用做過簡述，如何選用棒料和鍛件，這里的根據(jù)是毛坯使用類型，生產(chǎn)條件，設(shè)備條件來綜合考。這里要根據(jù)一個(gè)比值的大小來確定，大小外圓直徑的比值，比值較小的選用棒料，比值較大的選用鍛件。通過這樣的方法選擇會(huì)達(dá)很多效果，比如減少了工作量，材料的不必要浪費(fèi)，提高機(jī)械性能。本次研究的節(jié)制桿，外圓的直徑比值不大，其次還有許多的變截面，通過以上的理論我們可以確定選用棒料。3.2軸類零件的材料材料的選擇要根據(jù)自身的性能來決定，主要包括熱處理后的效果，是否能達(dá)到所需的韌性，強(qiáng)度和耐磨性。機(jī)械工程材料中，我們知道，自選材料時(shí)要根據(jù)軸類的作用來確定，對(duì)于裝配作用的軸，要求的機(jī)械性能就很高。在這里簡單介紹幾種鋼，一般情況下，都可以利用45鋼，通過機(jī)械工程材料我們知道，熱處理過的45鋼會(huì)有較好的力學(xué)性能，尤其在韌性，強(qiáng)度和剛度上。在淬火后，主要效果會(huì)主要體現(xiàn)在硬度上，這種鋼的切削性能也很良好。常用的材料還有40Cr，這是一種合金鋼，它的適用范圍是精度要求中等，但是轉(zhuǎn)速上可以到達(dá)一定的值。經(jīng)過調(diào)質(zhì)和淬火，可以達(dá)到理想的效果，通過相對(duì)比較，這種鋼更適合本次的加工。還有一些高硬度的鋼，比如65Mn，硬度可以達(dá)到50-55HRC由于這些性能，耐磨性和耐疲勞強(qiáng)度都很高，主要用在高精度的軸中，不做過多研究。已經(jīng)選用的40Cr經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得理想的的表面硬度，還有適合的切削效果，而且還可以持續(xù)保持這種特性，此次加工零件首選對(duì)象。材料已經(jīng)確定，對(duì)于其他材料不做過多敘述。4軸類零件一般加工要求及方法4.1軸類零件加工工藝規(guī)程學(xué)校的金工實(shí)習(xí)中，我們也對(duì)車床進(jìn)行過實(shí)際操作，但是實(shí)際加工出來的效果不理想，其中主要的原因就是對(duì)對(duì)工藝規(guī)程制定不合理，甚至可以說是不了解，一個(gè)零件的是否合格與工藝規(guī)程息息相關(guān)，也是決定質(zhì)量的關(guān)鍵所在。機(jī)械加工廠里，這是技術(shù)科成員最強(qiáng)調(diào)的問題，最?？吹胶吐牭降木褪牵に嚲褪欠?，可見規(guī)程的順序是多么的重要，方向確定，順序確定才能保障加工工件的質(zhì)量。

不同零件的加工對(duì)應(yīng)著不同的規(guī)程，但是大體上都是相同的。根據(jù)零件的要求，在做工藝規(guī)程時(shí)，會(huì)有幾種方式，不同的工藝順序加工方法，通過不同的規(guī)程進(jìn)行對(duì)比，選擇出最佳規(guī)程。一些已經(jīng)投入使用的工藝規(guī)程不要做修改，這是實(shí)踐中已經(jīng)確定的工藝和方法，經(jīng)過考驗(yàn)過的成果，毋庸置疑。下面簡單介紹常規(guī)的要求。最常見的過程是：下料、鍛造、正火、粗加工、半精加工、精加工、校直、粗磨、精磨、滾壓。這里指的是通用規(guī)程，在本次的零件中，工藝卡片已經(jīng)詳細(xì)進(jìn)行了敘述，因?yàn)楣?jié)制桿有著自身的精度要求，熱處理方法要求。這里還涉及到基準(zhǔn)的選擇，機(jī)械制造工藝學(xué)中，對(duì)于基準(zhǔn)選擇有簡單介紹，主要是粗基準(zhǔn)和靜基準(zhǔn)的選擇。粗基準(zhǔn)，涉及到非加工表面的，選擇非加工表面；對(duì)于所有表面都要加工，選擇加工余量小的，本次零件的選擇就是按照這樣的方法；涉及到澆注的零件，選擇時(shí)要避免。精基準(zhǔn)，在不同的加工工序中，選擇的位置可以不同，但是盡量選擇同一位置，可以提高精度。這個(gè)位置要選擇精準(zhǔn)度高，穩(wěn)定性強(qiáng)。如可以的話，定位基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)要保持一致。最后強(qiáng)調(diào)的是粗基準(zhǔn)選擇中，盡量避免重復(fù)使用。4.2軸類零件加工的技術(shù)要求(1)尺寸精度軸的作用無非是起到配合和支撐，當(dāng)裝配起來就會(huì)對(duì)尺寸要求非常嚴(yán)格。對(duì)于這樣的軸，它尺寸精度要求一般都很高，通常為IT5～I(xiàn)T7；此次節(jié)制桿的加工就屬于這一類，另一類就是與各類傳動(dòng)件配合的軸頸，即配合軸頸，對(duì)于這樣的軸，它的精度要求較低，通常為IT65～I(xiàn)T9。(2)幾何精度對(duì)于軸類的校合，課程設(shè)計(jì)已經(jīng)完整做過，就是這次研究的實(shí)心軸，課本上對(duì)于實(shí)心軸的校合有具體的步驟和公式。公式過程是較為復(fù)雜的，因?yàn)橐呀?jīng)做過實(shí)心軸的課程設(shè)計(jì)，在這里就不作詳細(xì)計(jì)算過程。

(3)相互位置精度各個(gè)變節(jié)面的位置，槽的位置誤差，斷面平行度，垂直度等，工藝卡片的設(shè)計(jì)會(huì)盡可能去避免，主要是通過多次的校直和測量來實(shí)現(xiàn)。

(4)表面粗糙度此次的表面粗糙度要求較高，但是還要根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性來確定，這里的表面粗糙度是研究的重點(diǎn)，上面已用較大的篇幅來敘述，在加工最后的程序中，我們所要用的方法就是利用滾壓來達(dá)到所要求的表面粗糙度。5軸類零件的熱處理在金屬冶煉加工過程中，金屬的退火，淬火，回火，正火和表面改性技術(shù)出現(xiàn)在我國已經(jīng)有幾千年，至今這種技術(shù)還是我國制造業(yè)的關(guān)鍵性技術(shù)，特別是在一些加工鑄造的企業(yè)，一些老師傅們根據(jù)多年所掌握的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)才能將工件和毛坯的熱處理做到完美，甚至是爐火純青，單單憑借課本上的知識(shí)并不能完全達(dá)到所要求的標(biāo)準(zhǔn)。制造業(yè)中，機(jī)床零件中的60%-70%，汽車零件中的80%-90%，特別是模具的產(chǎn)品中的零件，幾乎達(dá)到了100%。然而這些都是要經(jīng)過人處理的，無論是在冶金，交通，航天，軍事，建筑，石化甚至是電子行業(yè)，它都起著至關(guān)重要的作用。熱處理為更新?lián)Q代，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，以及節(jié)能節(jié)材，提高產(chǎn)品的使用壽命起著決定性的作用。我們都了解，熱處理其實(shí)就是是一道工序，說白了就是一門技術(shù)，主要是通過對(duì)材料加熱-冷卻，對(duì)于這個(gè)過程的控制，如何控制好，從而獲得所想要的效果，金屬的內(nèi)在品質(zhì)（組織，結(jié)構(gòu)與性能），這是加工工藝的技術(shù)。金屬加熱，會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力和相變應(yīng)力。雖說產(chǎn)生了應(yīng)力，但是這種應(yīng)力有利也有弊，再次，簡單分析下熱處理中的應(yīng)力與成型裂紋間關(guān)系中的一些問題。兩種應(yīng)力會(huì)在熱處理過程中產(chǎn)生，分別是熱應(yīng)力和組織應(yīng)力。熱應(yīng)力是由于材料的溫差產(chǎn)生的，熱脹冷縮的原理可知，金屬在加熱產(chǎn)生的膨脹，冷卻會(huì)急速收縮，膨脹與收縮的不均勻就會(huì)產(chǎn)生所謂的熱應(yīng)力。具有溫度的零件進(jìn)行冷卻，表面溫度的冷卻快于中心溫度，產(chǎn)生的收縮不同，心部就會(huì)產(chǎn)生了拉力，外部變形大于的內(nèi)部變形。第二種是組織應(yīng)力，其實(shí)是相變導(dǎo)致的，金屬在加熱和冷卻中，組織會(huì)產(chǎn)生變化，由于溫差存在，組織的轉(zhuǎn)化不能同時(shí)進(jìn)行和完成。對(duì)于鋼材料的比容，面心立方精格＜珠光體＜馬氏體，機(jī)械加工材料課本所敘述過。我們通過這樣的比容可以分析，在淬火冷卻時(shí)，奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變會(huì)引起體積上的膨脹，在有色金屬中，比容的大小也會(huì)死如此。這種相變的應(yīng)力與幾方面有關(guān)聯(lián)，比如：金屬局部相變區(qū)域的面積的冷卻速度等等。還要介紹一種應(yīng)力就是殘余應(yīng)力，這種應(yīng)力和前兩種應(yīng)力密切相關(guān)，它是熱應(yīng)力和相變應(yīng)力的疊加。殘余應(yīng)力可以引起宏觀的變形；微觀上來說，這就要提及晶粒內(nèi)部或者晶粒之間，在此不做過多的敘述，在金屬的熱處理過程中，當(dāng)熱應(yīng)力占主導(dǎo)地位時(shí)，工件心部受拉，表面受壓。反之，當(dāng)組織應(yīng)力占主導(dǎo)地位時(shí)，工件的心部受壓，表面受拉，這實(shí)際是應(yīng)力使兩者疊加所產(chǎn)生的。熱處理中的殘余應(yīng)力是指保留在金屬內(nèi)部的應(yīng)力，但并不是說這種應(yīng)力就會(huì)一直不變，隨著時(shí)間的推移，材料的加工和使用條件發(fā)生變化時(shí)，特別是溫度和環(huán)境的變化，殘余應(yīng)力也會(huì)變化。其實(shí)技術(shù)中的殘余應(yīng)力一直處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，在一定條件下這種應(yīng)力會(huì)釋放出來。最典型的例子可以看出來，鋼鐵回火，有色金屬時(shí)效變形，還有其它的熱處理。材料受到殘余應(yīng)力影響很大，比如疲勞強(qiáng)度、耐腐蝕能力，這種材料加工成零件后，還會(huì)受到影響，比如壽命、安全性。在很多例子上我們能看到，比如鋼鐵的熱處理裂紋類型，縱向裂紋，網(wǎng)狀裂紋，剝離裂紋，顯微裂紋。鋼鐵回火時(shí)，隨著回火溫度的提高，殘余應(yīng)力隨著下降，在開裂的軸向應(yīng)力，經(jīng)過大約550攝氏度回火1.5小時(shí)以后，效果明顯。在熱處理中，我們要盡量減少開裂，還有如何讓裂紋愈合也成了要研究的問題。最開始，要減小裂紋發(fā)生幾率，裂紋主要的表現(xiàn)形式主要有：劃傷，表面刀痕，磨削裂紋。熱處理的影響（滲碳，淬火裂紋，氮化）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺陷（過大的截面變化，圓角半徑過?。@些潛在的因素會(huì)成為不可避免的損失，都會(huì)導(dǎo)致開裂。所以要根據(jù)上述的內(nèi)容進(jìn)行改善。要充分利用表面壓應(yīng)力的作用，表面強(qiáng)化來提高表面的質(zhì)量，這里有的方法，對(duì)表面進(jìn)行噴完處理，還有表面淬火可以提高表面的壓應(yīng)力。要檢測這樣的要求，還要對(duì)零件進(jìn)行定期檢測，可以通過超聲波，X光來發(fā)現(xiàn)這種裂痕，做到未雨綢繆。表面缺陷種類多種多樣，包括材料表面和內(nèi)部，氣孔、雜質(zhì)、小裂痕。這樣的缺陷會(huì)導(dǎo)致疲勞失效。在這里要提及的一種方法就是在金屬中加入合金材料，我們?cè)谒鶎W(xué)的課本中可以知道，這樣做可以提高金屬表面的質(zhì)量，加強(qiáng)了金屬的疲勞強(qiáng)度，從而延長了金屬的使用壽命。如果不可避免的產(chǎn)生裂紋，這要考慮是否能修復(fù)，并且修復(fù)成本是否值得去修復(fù)。如果小于制造成本就可以修復(fù)，修復(fù)的方法主要有：保溫（高溫塑變），焊接，施加脈沖電流等，修復(fù)的方多種多樣，根據(jù)裂紋類型確定。裂紋包括內(nèi)部和外部，外部裂紋相對(duì)來說容易修復(fù)，隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于不嚴(yán)重的內(nèi)部裂痕，也能修復(fù)到理想的結(jié)果。材料可以通過吸收能量達(dá)到恢復(fù)，通過加入物質(zhì)也能轉(zhuǎn)變?yōu)楹细?。近些年來，通過對(duì)技術(shù)的引進(jìn)，改善和開發(fā)，汽車，航空，兵器，機(jī)械等在熱處理上都有了很大的進(jìn)步。但是在全國大多數(shù)的機(jī)械廠熱加工仍然比較落后，生產(chǎn)條件簡陋，工藝傳統(tǒng)，人工操作的比重很大，沒有完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。這些設(shè)備中，很多都是40年以上的設(shè)備，耗能大，工藝?yán)?，設(shè)備精度不高。我們現(xiàn)在要著眼于更新設(shè)備，這樣才能提高核心競爭力。新型的設(shè)備要滿足用戶和社會(huì)的需求，可靠性高、高度自動(dòng)化、節(jié)能。目前工廠存在較多的國產(chǎn)，根據(jù)價(jià)格來說，確實(shí)便宜。但是耗能，溫度均勻化，性價(jià)比，自動(dòng)化程度水平上就很低，與國際知名的品牌還有很大的差距，這些先進(jìn)的技術(shù)水平可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化來達(dá)到你想要的結(jié)果，而不僅僅要依靠老師傅的而豐富經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于設(shè)備制造廠來說，就要多對(duì)學(xué)習(xí)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和方法。現(xiàn)在社會(huì)比較提倡的就是節(jié)能，節(jié)能的熱處理是最有效的節(jié)能措施，加熱設(shè)備的節(jié)能成本很大，連續(xù)式加熱爐就比周期性加熱爐節(jié)能。在廠子里，最主要的加熱節(jié)能爐子有井式爐，箱型爐，輸送帶式爐，其實(shí)這樣的設(shè)備可以節(jié)約30%的燃料費(fèi)，既能節(jié)能減排還能增加效益。金屬在空氣中會(huì)生氧化現(xiàn)象，這種特性對(duì)于絕大多數(shù)金屬都適用，我們都知道，氧化對(duì)于零件產(chǎn)生了很多弊端，在尤其在表面質(zhì)量上最為突出，并且還產(chǎn)生了大量的損耗。如何讓避免氧化時(shí)現(xiàn)代技術(shù)的重點(diǎn)研究對(duì)象，也是先進(jìn)熱處理的標(biāo)志之一。常用的方法就是將金屬在惰性氣體加熱，這樣達(dá)到無氧化熱處理。在H2-H2O、CO-CO2、N2-H2-CO-CO2-H2O混合氣氛中加熱必須使H2/H2O、CO/CO2比值控制到一定程度,使氣體在給定溫度下具有還原性，只有這種條件才能實(shí)現(xiàn)無氧化。長期以來，最受歡迎的是氮基氫氣體，是利用液態(tài)氮蒸發(fā)加熱。由純氮和甲醇裂解氣體混合的合成的氣體部分，可以取代用天然氣、丙烷制備的吸熱式氣氛。在熱處理中，加熱爐如果只單一通入一種氣體，就要對(duì)爐子的材料有所要求，必須是不銹鋼爐罐。熱處理主要是為下一步加工做準(zhǔn)備，使材料內(nèi)部晶粒細(xì)化，應(yīng)力減少，切削性能得到改善。粗車后精車前都會(huì)涉及到調(diào)質(zhì)，淬火在精車前完成，避免變形。這次的節(jié)制桿精度要求較高，要按照嚴(yán)格的熱處理進(jìn)行。6數(shù)控加工6.1數(shù)控加工的概念數(shù)控加工的實(shí)質(zhì)就是利用數(shù)控機(jī)床依照零件圖將零件加工制造出來的過程。目前被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造生產(chǎn)領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)床是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)及刀具加工路線進(jìn)行精確控制的機(jī)床。它能實(shí)現(xiàn)一次裝夾即可完成所有加工表面的加工，其自動(dòng)化程度非常高。數(shù)控加工根據(jù)被加工零件的圖紙、加工的技術(shù)要求、工藝卡片，編制成以G代碼為主的數(shù)控加工程序，輸入到機(jī)床中，用來控制工作臺(tái)與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成機(jī)械零件的加工。在用數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)加工過程中，數(shù)控機(jī)床可視為類似于電腦的硬件設(shè)施，相反數(shù)控加工工藝和數(shù)控程序則類似于電腦的軟件，兩者配合完成任務(wù)。6.2數(shù)控車床加工工藝的優(yōu)勢雖然使用數(shù)控車床加工要解決一些問題，但是它在加工過程還是起到關(guān)鍵性的作用。自動(dòng)化程度高。在采用數(shù)控機(jī)床加工機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，除了工人手工裝夾零件外，剩下的工序均由數(shù)控機(jī)床按照數(shù)控程序自動(dòng)完成，不需要人工的再次參與。在柔性制造系統(tǒng)上，所有之前需要人工操作的地方均可采用機(jī)床自動(dòng)完成，大大地解放了勞動(dòng)力，并且提高工作效率。適合加工不同類型的零件。數(shù)控機(jī)床上是靠數(shù)控程序來實(shí)現(xiàn)不同零件的自動(dòng)加工，當(dāng)零件發(fā)生改變時(shí)，除了解決不同工件的裝夾問題。與普通車床相比就有無法超越的優(yōu)勢，只是涉及到數(shù)控車床的坐標(biāo)系選擇，編寫數(shù)控程序，本次運(yùn)用的是西門子數(shù)控車床。對(duì)于坐標(biāo)系的選擇、對(duì)刀方式、走刀路線、編寫程序都完成后，接下來工作就相對(duì)簡單了。這樣優(yōu)勢明顯突出，無論在加工精度還是勞動(dòng)量上都超過傳統(tǒng)車床。大批量的產(chǎn)品，如汽車、自行車與家用電器的零件，為了實(shí)現(xiàn)大批量，高效率的生產(chǎn)目標(biāo)，大多采用專用的工藝設(shè)備、專用的自動(dòng)化機(jī)床或?qū)Ｓ玫淖詣?dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)。但是使用這種方式加工產(chǎn)品，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長，而且產(chǎn)品一次定型不易改型，這樣就使產(chǎn)品的開發(fā)周期增長，成本變高。在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)中，單件以及生產(chǎn)量小的產(chǎn)品占到70%到80%，這些機(jī)械零件一般都采用普通機(jī)床加工，當(dāng)產(chǎn)品的加工表面，加工方式改變的時(shí)候，普通機(jī)床的使用和工藝裝備都需要配合零件發(fā)生相應(yīng)的改變，并且普通機(jī)床的自動(dòng)化程度低，需要工人純手工操作，這樣的生產(chǎn)方式就使得零件的加工質(zhì)量不高以及生產(chǎn)效率低下，特別對(duì)一些軸類零件，本身的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，有特定的變節(jié)面，只能采取仿形機(jī)床等加工方式來加工。6.3數(shù)控車床加工工藝分析數(shù)控加工前，要有幾項(xiàng)具體問題需要解決。主要有圖紙分析和編程。首先對(duì)圖紙進(jìn)行分析，在這里針對(duì)的是尺寸，只有尺寸了解，才能計(jì)算節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。這樣才能進(jìn)行編程工作，在這里我們用的車床是西門子，需要手工編程。手工編程要認(rèn)真仔細(xì)，根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容，按步驟完成。編程也要注重技巧，要盡量簡化，減少換刀次數(shù)，多次安裝會(huì)導(dǎo)致誤差，降低了精度。經(jīng)常用到的方式就是基準(zhǔn)統(tǒng)一，不會(huì)對(duì)尺寸公差和形位公差產(chǎn)生影響。在課本上也有所提及，工廠中更是平常不過的手段。粗加工只在普通車床進(jìn)行，數(shù)控車床不涉及粗加工。在半精加工，精加工，光整加工中常用。它的作用是精準(zhǔn)進(jìn)行加工，粗車后，還有殘余量，通過數(shù)控車床來去除。由于自身的穩(wěn)定性，使精準(zhǔn)度更接近成品。特普通車床在半精加工中，也可以達(dá)到一定的表面精度，但是必要時(shí)還是要利用效率和精度高的數(shù)控車床。精加工就是要求很高，要達(dá)到產(chǎn)品的規(guī)格。光整加工是進(jìn)一步精確，提高尺寸精度和減小表面粗粗度，類似滾壓，但略輸于滾壓。在后面的工序中涉及到滾壓，但是在數(shù)控車床過程中精度也是不可忽略的，這里的精度涉及到滾壓工序的質(zhì)量。6.4數(shù)控編程本次運(yùn)用的系統(tǒng)為西門子粗車外圓：G54G90G95T1D1M08G0X50Z1297CYCLE95(AA:BB,1.00,0.0,0.5,0.0,0.7,0.6,11,0.0,0.0,0.0,)G0X50Z1297M05M09M00AA:G1×48Z0X36.8ZX36.3ZX32ZX37Z60BB:G1×50精車外圓G54G90G95T1D1M08M03S800G0X50Z1297G1×46F0.45Z0X48Z1295Z193.39X32Z193X36Z240X36Z275X37Z309Z30X50G0X200Z1297M09M30粗車小頭G54G90G95T1D1M3S500M08G0X49Z1M09M05M00EE:G1X9Z0X12Z-1.5Z-12X10Z-15X16Z-15.5Z-155X20Z-157Z-171.5X18Z-175X23X24Z-175.5Z-191X47X48Z-191.5FF：G1X49精車小頭G54G90G95T1D1M3S800M08G0X49Z1G1X9Z0X12Z-1.5Z-12X10Z-15X15X16Z-15.5Z-155X20Z-157Z-171.5X18Z-175X23X24Z-175.5Z-191X47X48Z-191.5X49G0X200Z1M09M05M00小頭M12螺紋G54G90G97T2D1M3S500M08G0X50Z2CYCLE(2.0，0，1，12，12，12，0，2.6，0，0.0，10，1，3)G0X220Z2M09M05M00小頭M20螺紋G54G90G97T2D1M3S500M08G0X50Z-152CYCLE97(1.5，0，152，173，20，20，1.95，10，1,3)G0X200Z0M09M05M00粗車大頭G54G90G95T1D1M3S500M08G0X50Z1CYCLE95(DD:PP,1.0，0.0，0.5，0.0，0.7，0.6，0.6，11，0.0，0.0，0.0)G0X50Z1M09M05M00DD：G1X24Z0X27Z-1.5Z-26X24Z-30X32X35Z-31.5Z-80PP:G1X50精車大頭G54G90G95T1D1M08G0X50Z1X24G1Z0F0.45X27Z-1.5Z-26X24Z-30X32X35Z-31.5Z-80X38G0X200Z1M09M05M00大頭M27螺紋G54G90G97T2D1M3S500M08G0X50Z2CYCLE97(2.0，0，1，-28，27，27，0，2.6，0，10，1，3)G0X200Z2M307細(xì)長軸加工變形的理論分析7.1卡盤-頂尖裝夾變形分析卡盤頂尖的裝夾方式在細(xì)長軸的加工中是最長使用的夾裝方式，當(dāng)采用卡盤頂尖的裝夾方式時(shí)，如圖7.1所示：圖7.1如圖; X代表刀具切削點(diǎn)的橫坐標(biāo)，Y代表刀具切削點(diǎn)的偏移量。x、y分別為切削點(diǎn)左側(cè)，距離卡盤一側(cè)任意一點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。由材料力學(xué)可以知B處的支承反力為：（7.1）由于y方向合力為零可以求得左端點(diǎn)A的支力方向?yàn)椋海?.2）由上試可知如果刀具切削點(diǎn)位置已知，則X、FA、FB均可以看做是常數(shù)，那么撓曲線方程式是正確的，選取撓曲線上任意一點(diǎn)（x，y）便可以推導(dǎo)出彎矩方程，（7.3）上式中撓度向下為復(fù)值，并且規(guī)定當(dāng)桿件受到壓力時(shí)的進(jìn)給力為證。撓曲線近似微分方程:（7.4）試中E表示材料的彈性模量，I代表細(xì)長軸截面對(duì)中性軸的慣性矩上式整理得到：（7.5）得出公式（7.6）此微分方程對(duì)應(yīng)的齊次方程通解為：（7.7）由于是方程的一個(gè)特解，原方程的解為：（7.8）將起始端偏移和轉(zhuǎn)角均為零，將其分別帶入邊界條件：得到：（7.9）（7.10）特解表達(dá)式為：（7.11）因?yàn)楸患庸ち慵?xì)長軸工件是連續(xù)的，因此上式用刀尖處的坐標(biāo)X、Y分別代表x、y，便可的到加工點(diǎn)位置在Y方向上的偏移量，表達(dá)式所示：（7.12）7.2頂尖-頂尖的裝夾方式變形分析圖7.2可簡化為一端固定鉸支一段移動(dòng)鉸支的簡支梁結(jié)構(gòu)，力學(xué)模型如圖所示7.2所示，X代表刀具切削點(diǎn)的橫坐標(biāo)，Y代表刀具切削點(diǎn)的偏移量，x、y分別為切削點(diǎn)左側(cè)，距離卡盤一側(cè)任意一點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。上圖中由模型受力分析分別得: （7.13） （7.14）切削點(diǎn)左端任意一點(diǎn)彎矩為：細(xì)長軸的變形近似微分方程:（7.15） （7.16）式中令則上式可以寫成:特解為：（7.17）此微分方程對(duì)應(yīng)的齊次方程為：解該齊次方程,其解為:（7.18）因?yàn)檫吔绠?dāng)趨近1時(shí)，趨近1，X也趨近1，（方程在成立）求解： （7.19）則此方程為:（7.20）由于切削點(diǎn)（X,Y)也在左段曲線上，可以用（X，Y）代替上式中的（x，y）從而得到切削點(diǎn)的偏移量Y隨著X的變化方程：（7.21） 8跟刀架的改進(jìn)通常情況下，車床都會(huì)存在跟刀架，工廠里也叫隨刀架。從表面文字來說，看起來是一個(gè)活動(dòng)的零件，但是它是固定在床鞍上的。它的作用很大，在車床上的重要程度很高。尤其對(duì)于軸類零件的加工中，作用舉足輕重，不可小視。通過跟刀架，軸類零件可以有效防止變形，提高強(qiáng)度和剛度。眾所周知，跟刀架最常出現(xiàn)的問題就是，支撐爪磨損。因此本文基于三爪跟刀架改進(jìn)了一種新型的跟刀架，以提高使用壽命和經(jīng)濟(jì)效益。8.1現(xiàn)狀分析根據(jù)加工來分析，跟刀架主要研究的就是支撐爪。通過圖片可以看到，支撐架有兩個(gè)，在經(jīng)常的移動(dòng)過程中，難免會(huì)有磨損，準(zhǔn)確度降低。如果磨損問題解決，作用就能正常發(fā)揮，我們主要從兩方面進(jìn)行改善，首先跟刀架的支撐爪的數(shù)量，在兩個(gè)的基礎(chǔ)上在加一個(gè)。數(shù)量的增加當(dāng)然分擔(dān)了力的作用，受力減小磨損程度降低。其次就是從質(zhì)量方面進(jìn)行改善，支撐爪的材料改為球墨鑄鐵，球墨鑄鐵有較強(qiáng)的耐磨性，防止磨損內(nèi)凹，在長軸的高速旋轉(zhuǎn)中，避免磨損。通過三爪支撐和改善材料，車削會(huì)非常穩(wěn)定，震動(dòng)減小，可謂效果明顯。目前在車工生產(chǎn)中為了應(yīng)對(duì)這種支撐爪的磨損主要方法是，不斷地澆油冷卻潤滑和不斷調(diào)整跟刀架支撐爪的位置，來保證好與工件的同軸度，避免形狀誤差的產(chǎn)生。雖然在這兩方面有所改善，但是實(shí)際操作中還要綜合考慮。由于各個(gè)支撐爪的磨損程度的不同，故在車削時(shí)要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)整，這樣會(huì)在一定程度上影響了軸類零件的加工精度，嚴(yán)重情況還會(huì)造成軸類零件報(bào)廢，產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)損失。8.2改進(jìn)方案上述已經(jīng)提到了兩種改善措施，在車間只是基本的方式。在這里還要介紹一些具體改善內(nèi)容。支撐爪前端設(shè)置滾動(dòng)軸承，這樣的作用是避免摩擦，這樣的話滾動(dòng)軸承就可以與工件直接接觸，支撐爪和刀具共同夾持工件，達(dá)到固定效果，車削時(shí)穩(wěn)定性效果顯著。每個(gè)支撐爪前面加上兩個(gè)滾動(dòng)軸承，鞘軸穿過軸承和墊圈，鞘軸目的是保證軸承縱向穩(wěn)定，墊圈目的是保證軸承左右不搖動(dòng)，最后鞘軸也要采取固定，所用的方法是螺釘固定。圖8.1跟刀架9滾壓加工工藝分析圖9.1滾壓原理9.1滾壓簡介金屬在受到外力的作用下，會(huì)產(chǎn)變形，機(jī)械工程材料中有所介紹過，金屬常規(guī)變形有塑性和彈性兩種。這里運(yùn)用滾壓其實(shí)就是產(chǎn)生變形，在這里所產(chǎn)生的變形并非是破壞，而是多方面進(jìn)行改善，無論從表面粗糙度，物理性能，組織結(jié)構(gòu)。晶粒的形狀會(huì)在變形最大的方向得到延伸，這樣的話晶粒就會(huì)變細(xì)，金屬組織也就被被纖維化，使分子的排列更加緊密有序，所以這樣的表面精度會(huì)有很大的提升。因?yàn)檫€會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力層，前文我們介紹過，應(yīng)力層不僅能對(duì)金屬工件經(jīng)常產(chǎn)生的疲勞裂紋產(chǎn)生的疲勞裂紋起到一定的抑制作用，還會(huì)使硬度和強(qiáng)度得到提升，使被擠壓金屬層的組織變得更加緊密，從而改善了工件表面的耐磨性，耐腐蝕性。滾壓是在數(shù)控車床精加工后的工序，是對(duì)表面質(zhì)量的提高和升華。滾壓加工是指滾輪與金屬表面的相互接觸。滾輪的硬度很高，表面很光滑，才能使工件表面在滾壓作用下產(chǎn)生微小的塑性變形，提高表面的質(zhì)量。滾壓加工變形區(qū)主要有三個(gè)部分：彈性壓縮區(qū)、塑性變形區(qū)、彈性恢復(fù)區(qū)。長軸類零件看起來比較簡單，但是在切削加工過程中，因?yàn)樽陨淼拈L頸比很大，切削過程中很容易產(chǎn)生變形，加上機(jī)床自身的振動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生工件與刀具的相對(duì)位置的偏差，增大了加工誤差，自始至終不得不說是機(jī)械加工的難點(diǎn)。長軸類零件剛度較差，在受到切削力和重力作用下，也容易產(chǎn)生彎曲變形，致使加工后的圓柱度加工誤差增加，無法滿足預(yù)期的要求。.加工過程受到切削力和離心力的作用，還容易產(chǎn)生切削振動(dòng)，這與機(jī)床的性能關(guān)系不大，這是難所避免的，工件表面粗糙度就難以保證其加工精度。在切削過程中，由于軸向尺寸大并且散熱性差，在切屑熱的作用下，長軸隨著切屑溫度的升高而產(chǎn)生較大的軸向伸長量，很難繼續(xù)進(jìn)行加工。常用的滾壓方式主要有下面幾種：（1）滾輪滾壓，滾輪滾壓工具從結(jié)構(gòu)上可以分為剛性和彈性兩種類型，適用于外圓面和大直徑的淺孔滾壓加工。由于滾輪圓弧與滾壓工件之間接觸面積相對(duì)較大，進(jìn)而導(dǎo)致滾壓加工中單位壓力相對(duì)變得很小。因此我們可以得出，要獲得較大的壓力就要相對(duì)縮小滾輪直徑。（2）滾珠滾壓工具這樣的滾壓方式相對(duì)特別，與前面的滾輪有著不同，它的接觸面積就很小，相比滾輪滾壓來說，在單位面積上的壓力較大。滾珠滾壓工具適用于平面、內(nèi)孔、凹槽等成型面。滾珠滾壓可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，改善滾壓條件，但是使用壽命較低。（3）滾柱滾壓工具就耐磨度和使用時(shí)間來說，滾柱滾壓的使用時(shí)間最長，在應(yīng)用中，可以采用較大進(jìn)給量，適用的類型小型精密。對(duì)于質(zhì)量較重的零件來說，這種滾壓方式也很適合，其滾子形狀有鼓形、圓柱形、圓錐形等。壓工具對(duì)于滾壓加工質(zhì)量和加工效率有著重要的影響，在保證加工精度并兼顧加工效率的前提下，在選擇滾輪模擬對(duì)細(xì)長軸滾壓加工。對(duì)于滾輪所選擇的材料不僅要具備高硬度、高強(qiáng)度以及良好的耐磨性能，而且還要求滾輪在滾壓加工過程中不能與被加工表面發(fā)生粘連。滾輪工作面不能有裂紋、劃痕、氣孔等缺陷。在此次的加工工序中，我們最后運(yùn)用的就是滾壓，改善了軸的變形，并且在工件的表面質(zhì)量上得到了大大改善。10結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的題目是“長軸類零件的加工工藝設(shè)計(jì)”，通過本次設(shè)計(jì)，讓我對(duì)節(jié)制桿類軸有了一個(gè)全面的了解，了解到軸類零件在現(xiàn)在以及以后機(jī)械設(shè)備中起的作用，明白了自動(dòng)松拉刀系統(tǒng)在以后的機(jī)械工業(yè)發(fā)展中所扮演的角色，也為自己以后更好的學(xué)習(xí)該方面指明了方向。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行了一次前所未有的整理與融會(huì)貫通，也對(duì)一些知識(shí)有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，并且對(duì)以前不太懂的地方，通過老師的認(rèn)真指導(dǎo)以及查閱一些相關(guān)的資料，已經(jīng)讓我明白了很多；也讓自己知道了自己以前學(xué)習(xí)不足的地方，也提醒了自己在以后的日子里應(yīng)該更加努力。對(duì)于本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我認(rèn)為最大的收獲就是讓我明白了，在今后的生活中，無論做什么事情，必須要有一個(gè)端正的態(tài)度；有了端正的態(tài)度，才能做好事情；也要善于學(xué)習(xí)，時(shí)刻保持著活到老學(xué)到老的學(xué)習(xí)態(tài)度；另外，無論做什么事情，都要認(rèn)真的對(duì)待，并且要不怕吃苦；最后還要有不斷創(chuàng)新的精神。參考文獻(xiàn)[1].劉敏,姜蕾,季玉瓊.細(xì)長軸類零件加工工藝過程的研究.中國高新技術(shù)企業(yè),2013-06-20.[2].黃文超.細(xì)長軸類零件在普通車床上的加工方法.機(jī)械研究與應(yīng)用,2009-04-30.[3].張敏麗.淺議細(xì)長軸類零件的加工工藝分析.科技風(fēng),2010-10-25.[4].王花玲.細(xì)長軸類零件的加工工藝分析.HYPERLINK"/kns/Navi/ScdbBridge.aspx?DBCode=CJFD&BaseID=