【溫馨提示】====設(shè)計(jì)包含CAD圖紙 和 DOC文檔，均可以在線預(yù)覽，所見即所得，，dwg后綴的文件為CAD圖，超高清，可編輯，無任何水印，，充值下載得到【資源目錄】里展示的所有文件======課題帶三維，則表示文件里包含三維源文件，由于三維組成零件數(shù)量較多，為保證預(yù)覽的簡(jiǎn)潔性，店家將三維文件夾進(jìn)行了打包。三維預(yù)覽圖，均為店主電腦打開軟件進(jìn)行截圖的，保證能夠打開，下載后解壓即可。======詳情可咨詢QQ：1304139763
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）
設(shè)計(jì)(論文)題目： 型材鉚接機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：
二級(jí)學(xué)院： ?！ I(yè)：
班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)：
提交日期： 2016年 月 日 答辯日期： 2016年 月 日
金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 目錄
目 錄
摘 要 II
Abstract III
1 緒 論 1
1.1 研究的背景及意義 1
1.2 擺動(dòng)輾壓的定義及優(yōu)點(diǎn) 1
1.3 擺動(dòng)輾壓研究現(xiàn)狀及發(fā)展 2
1.4 本文研究的目的與內(nèi)容 3
2 總體方案設(shè)計(jì) 4
2.1 設(shè)計(jì)要求 4
2.2 方案設(shè)計(jì) 4
2.3 技術(shù)設(shè)計(jì)路線 5
3 主要零部件的設(shè)計(jì) 6
3.1 電機(jī)的選擇 6
3.2 軸及軸上零件的設(shè)計(jì)與校核 6
3.3 伸縮液壓缸設(shè)計(jì) 9
3.4 鉚接頭的設(shè)計(jì) 15
3.5 底座的設(shè)計(jì) 17
3.6 支架的設(shè)計(jì) 17
4 其他方面 19
4.1 擺動(dòng)輾壓變形特征及其力學(xué)分析 19
4.2 擺輾件變形時(shí)產(chǎn)生的缺陷及防止方法 20
5 結(jié) 論 23
參考文獻(xiàn) 24
附 錄 25
致 謝 26
III
金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 摘要
型材鉚接機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
摘 要
所謂擺碾鉚接法，就是用鉚桿對(duì)鉚釘局部加壓，并繞中心連續(xù)擺動(dòng)直至鉚釘成形的鉚接方法。“擺動(dòng)輾壓”是一種先進(jìn)的壓力加工技術(shù)和工藝，與傳統(tǒng)壓力加工工藝及技術(shù)相比，擺輾工藝及設(shè)備具有不可比擬的優(yōu)越性。
本文講述了型材鉚接機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。首先，通過查閱資料了解現(xiàn)有鉚接機(jī)的研究及發(fā)展現(xiàn)狀；然后，在分析基本原理基礎(chǔ)上提出了擺動(dòng)碾壓鉚接機(jī)設(shè)計(jì)方案；接著，對(duì)主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核；最后，通過AutoCAD制圖軟件繪制了本鉚接機(jī)裝配圖及主要零件圖。
通過本次設(shè)計(jì)，鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識(shí)，如：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、公差與互換性理論、機(jī)械制圖等；掌握了起重機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法并能夠熟練使用AutoCAD制圖軟件，對(duì)今后的工作于生活具有極大意義。
關(guān)鍵詞：擺動(dòng)碾壓；鉚接機(jī)；液壓缸；設(shè)計(jì)
金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 Abstract
Mechanical structure design of profile riveting machine
Abstract
The so-called swing grinding riveting method, is by the rivet rod on the rivet local pressurization and around the forming center for swing until the rivet and riveting method. "Rotary forging" is a kind of advanced processing technology and technology, compared with the traditional pressure processing technology and technology, the technology and equipment of rotary forging has incomparable advantages.
This paper describes the design of the mechanical structure of the profile riveting machine. First, access to information through understanding existing riveting machine of the present situation of research and development; then put forward swing rolling riveting machine design scheme in the analysis based on the basic principle; and then, the design and strength check of the main parts is discussed. Finally, through the AutoCAD drawing software drawn the riveting machine assembly drawing and the main parts of the map.
Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing; master the design method of hoisting machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software, for the future work in life is of great significance.
Key words: Swing rolling; Riveting machine; Hydraulic cylinder; Design
金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第1章 緒論
1 緒 論
1.1 研究的背景及意義
擺輾技術(shù)的新發(fā)展已經(jīng)引起世界各國(guó)的重視。在過去幾年國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上也不斷有擺輾機(jī)展出。可見擺輾技術(shù)決不是像西德奧穆科公司所說的“已經(jīng)銷聲匿跡”，而正在大力研究并取得新的進(jìn)展。
擺輾技術(shù)開始提出是為了鍛造，英國(guó)和波蘭做了大量研究工作，但作為擺輾熱鍛，目前在設(shè)備和模具方面尚存在一些問題， 還沒有大量使用。我國(guó)在這方面作了很多研究，在汽車半軸等的擺輾熱鍛方面巳取得了可喜的成績(jī)，值得進(jìn)一步研究。
擺動(dòng)輾壓成形技術(shù)能夠擺輾其他鍛造成形工藝難以成形的零件，如汽車的VE 泵端面凸輪、差速器錐齒輪、離合器盤轂、汽車半軸，摩托車的端面齒輪、啟動(dòng)棘輪、磁電機(jī)軸套、單向器飛塊、差速輪，揚(yáng)聲器的導(dǎo)磁體，槍械的調(diào)節(jié)塞、轉(zhuǎn)向齒圈，高壓電器的靜觸頭、動(dòng)觸頭、動(dòng)觸頭片等形狀復(fù)雜、精度要求高的零部件，已經(jīng)在汽車、摩托車、五金、兵器、電器等行業(yè)獲得了廣泛的工業(yè)應(yīng)用。因此，應(yīng)加大研究和推廣擺動(dòng)輾壓成形技術(shù)力度， 它不僅有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益，并而且也有著廣闊的發(fā)展前景。
1.2 擺動(dòng)輾壓的定義及優(yōu)點(diǎn)
所謂擺碾鉚接法，就是用鉚桿對(duì)鉚釘局部加壓。并繞中心連續(xù)擺動(dòng)直至鉚釘成形的鉚接方法。按照這種鉚接法的冷碾印進(jìn)。又可將其分為軌道鉚接法及徑向铘接法。軌道鉚接法較易理解，它是在圓周運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)進(jìn)行鉚接的。而徑向鉚接法較為復(fù)雜。它是通過一梅花形的運(yùn)動(dòng)而達(dá)到碾鉚目的鉚轷的緲軸在中心使鉚釘膨脹，每個(gè)梅花形的軌道都通過鉍釘中心點(diǎn)。鉚桿接觸面在鉚接金屬上完成一個(gè)類似滾壓的運(yùn)動(dòng)。
“擺動(dòng)輾壓”是一種先進(jìn)的壓力加工技術(shù)和工藝，與傳統(tǒng)壓力加工工藝及技術(shù)相比，擺輾工藝及設(shè)備具有不可比擬的優(yōu)越性：加工時(shí)，擺輾力只有傳統(tǒng)鍛造力的5％～20％，從而大大減少了設(shè)備，廠房，基礎(chǔ)，安裝的費(fèi)用并可完成普通壓力加工工藝難以完成的薄盤類和復(fù)雜形狀零件的成形。因此可以用較小噸位設(shè)備代替大型設(shè)備。一般說來，它可較普通平鍛機(jī)投資低5倍以上；較普通鍛錘類設(shè)備效率提高3倍以上。同時(shí)，擺輾摸具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換模方便，模具壽命長(zhǎng)也是一大優(yōu)點(diǎn)。擺輾加工后，零件有較好的金屬流線，特別是冷擺輾后，由于冷作硬化使抗拉強(qiáng)度和硬度有較大提高，因此可用低碳合金鋼，成形后達(dá)到高碳合金鋼的強(qiáng)度。
（1）產(chǎn)品尺寸精度高、表面質(zhì)量好：擺碾成形是無沖擊的靜載成形，成形力較小，設(shè)備的相對(duì)剛度大。通常冷擺碾成形件的尺寸精度可以達(dá)到0.025mm，表面粗糙度Ra值可以達(dá)到0.4-1.6um。
（2）省力：擺輾是通過連續(xù)局部塑性變形累積實(shí)現(xiàn)整體塑性成形，其變形力通常為整體鍛造變形力的1/5~1/20。與整體鍛造工藝相比，成形同樣大小的工件，擺輾所需的變形力顯著減小，因而所需擺輾設(shè)備噸位小。
（3）適合成形薄盤類零件：擺輾工藝能成形高徑比H/D很小、普通鍛造不能成形的工件，特別適合成形薄盤、圓餅、法蘭、半軸類和勾銷等零件，顯著地?cái)U(kuò)大了鍛造產(chǎn)品的范圍。
（4）生產(chǎn)效率高：擺輾生產(chǎn)率可達(dá)到10~15件/min。
（5）工作條件好：擺輾屬靜壓成形，無振動(dòng)，噪聲低，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化，勞動(dòng)環(huán)境好。
1.3擺動(dòng)輾壓研究現(xiàn)狀及發(fā)展
1.3.1擺輾設(shè)備研究
目前國(guó)內(nèi)已設(shè)計(jì)、制造了公稱壓力達(dá)36， 100，300， 1000， 1600， 2000， 3000， 4000， 6300 kN 等規(guī)格的立式擺輾機(jī)， 公稱壓力從1000~ 4000 kN 的臥式擺輾機(jī)， 以及用于冷鉚接工藝的擺輾鉚接機(jī)。此外還制成了多用途擺輾機(jī)、橫軋??擺輾復(fù)合機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)輾壓機(jī)等。
擺輾機(jī)身結(jié)構(gòu)與國(guó)外差異較大， 除有框架式、四柱式外， 還有焊接結(jié)構(gòu); 擺頭結(jié)構(gòu)除有滾動(dòng)軸承式外， 還有球面靜壓軸承式和平面靜壓軸承式。國(guó)外擺輾機(jī)的擺頭運(yùn)動(dòng)軌跡是由內(nèi)、外兩個(gè)偏心圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)來獲得的， 而國(guó)內(nèi)擺輾機(jī)的擺頭運(yùn)動(dòng)軌跡主要是采用偏心楔形塊來獲得的。
周德成、王家勛、張猛、陸其仁、劉漢貴等對(duì)擺輾機(jī)擺頭驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的計(jì)算以及擺輾機(jī)設(shè)備噸位的計(jì)算進(jìn)行了大量研究。
裴偉才、胡亞民、裴興華、程培源、劉漢貴、王廣春等對(duì)擺輾機(jī)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及其運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究。
1.3.2擺輾成形理論研究
采用電測(cè)法、密柵云紋法、光塑性法、網(wǎng)格法以及小孔流入法等方法研究了擺動(dòng)輾壓變形區(qū)內(nèi)的應(yīng)力、應(yīng)變分布， 以及接觸面上的單位壓力分布、切向應(yīng)力分布， 并從模擬實(shí)驗(yàn)中得到了擺動(dòng)輾壓的變形規(guī)律， 將理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合， 得出了擺動(dòng)輾壓金屬薄件時(shí)中心拉薄的判據(jù)。采用主應(yīng)力法、能量法、上限元法、有限單元法等方法研究了圓柱體、圓環(huán)件擺動(dòng)輾壓過程中金屬流動(dòng)規(guī)律， 缺陷形成與產(chǎn)生原因， 擺輾變形力和力矩計(jì)算。
從不同的角度出發(fā)， 采用幾何分析與工程計(jì)算相結(jié)合的方法， 對(duì)圓柱體、圓環(huán)件擺動(dòng)輾壓的接觸輪廓、接觸面積計(jì)算進(jìn)行了分析研究。
1.3.3擺輾機(jī)的設(shè)計(jì)理論
根據(jù)彈性力學(xué)理論， 采用有限元方法對(duì)擺輾機(jī)機(jī)身、支架、擺頭的應(yīng)力、應(yīng)變分布進(jìn)行了分析研究。
1.3.4擺輾成型發(fā)展
擺輾技術(shù)的新發(fā)展已經(jīng)引起世界各國(guó)的重視。在過去幾年國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上也不斷有擺輾機(jī)展出?？梢姅[輾技術(shù)決不是像西德奧穆科公司所說的“ 已經(jīng)銷聲匿跡” ，而正在大力研究并取得新的進(jìn)展。
擺輾技術(shù)開始提出是為了鍛造， 英國(guó)和波蘭做了大量研究工作， 但作為擺輾熱鍛，目前在設(shè)備和模具方面尚存在一些問題， 還沒有大量使用。我國(guó)在這方面作了很多研究， 在汽車半軸等的擺輾熱鍛方面巳取得了可喜的成績(jī)， 值得進(jìn)一步研究。在擺輾鍛造方面， 其發(fā)展傾向是冷溫鍛造，就連多年來一直研究熱輾的英國(guó)massy公司也有向冷溫輾方向發(fā)展的趨勢(shì)， 這一點(diǎn)是應(yīng)當(dāng)引起我們特別注意的。
輾鉚裝技術(shù)的發(fā)展， 給擺輾技術(shù)提供了新的應(yīng)用領(lǐng)域， 它比沖擊鉚接和靜壓鉚接具有更大的優(yōu)越性， 已為各國(guó)所重視， 并得到了廣泛的應(yīng)用。
1.4 本文研究的目的與內(nèi)容
目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基本技能分析和解決實(shí)際問題，內(nèi)容包括如下：
（1）家用鉚接機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算；
（2）家用鉚接機(jī)裝配圖繪制；
（3）家用鉚接機(jī)零件圖繪制。
27
金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第2章 總體方案設(shè)計(jì)
2 總體方案設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)要求
完成擺碾式液壓鉚接機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。包括底座、立柱、電動(dòng)機(jī)、鉚接和液壓缸等幾個(gè)部分。電機(jī)可帶動(dòng)鉚接頭旋轉(zhuǎn)，以降低鉚壓阻力和提高鉚釘頭的品質(zhì)。
2.2 方案設(shè)計(jì)
2.2.1方案設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，提出如下設(shè)計(jì)方案：
圖 2-1 方案簡(jiǎn)圖
2.2.2工作原理
電機(jī)通過聯(lián)軸器與油缸桿連接，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)油缸桿旋轉(zhuǎn)，油缸桿在液壓油作用下可上下移動(dòng)，鉚接頭有一定角度實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)輾壓
2.3 技術(shù)設(shè)計(jì)路線
技術(shù)設(shè)計(jì)路線如下：
調(diào)研擺動(dòng)輾壓鉚接機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理→根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定設(shè)計(jì)方案→設(shè)計(jì)主要零部件結(jié)構(gòu)尺寸→畫出CAD裝配圖→拆畫各主要零部件的零件圖。
金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第3章 主要零部件的設(shè)計(jì)
3 主要零部件的設(shè)計(jì)
3.1電機(jī)的選擇
合理地確定鉚接旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率，若功率選的過大，則消耗電力多，造成浪費(fèi)；選用的過小，則又使清洗頭使用效能受到限制。
在確定電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，選用公式：；
式中：--鉚接電動(dòng)機(jī)功率， Kw
--鉚接頭功率， Kw
--損耗功率， Kw
根據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)提出的要求，本設(shè)計(jì)鉚接頭采用偏心擺動(dòng)鉚接，線速度V=35 m/s；取鉚接進(jìn)給量t從0.5 mm—1 mm。=0.6~0.7。
代入計(jì)算公式計(jì)算：
Kw
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，估計(jì)空載時(shí)所消耗的功率0.01~0.02kw;
則 =0.23~0.25 Kw
根據(jù)上述的估算，并考慮裝備的效率，應(yīng)選用0.55 KW的電動(dòng)機(jī)比較合適。
選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)：YS-80S-2。上海革新電機(jī)廠。
防護(hù)等級(jí)IP44，工作方式，冷卻方法IOC41，絕緣等級(jí)E級(jí)。
3.2 軸及軸上零件的設(shè)計(jì)與校核
3.2.1尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
1）高速軸上的功率P1，轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1
，，
2）初步確定軸的最小直徑
先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3，取，于是得：
考慮到鉚壓時(shí)有較大壓力，為提高軸剛度選，最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑。取。
3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
（a）為了滿足大帶輪的軸向定位的要求2軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸肩高度，取故取2段的直徑，長(zhǎng)度。
(b) 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6206，故，軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，軸肩高度軸肩高度，取，因此，取。
4）軸上零件的周向定位
查機(jī)械設(shè)計(jì)表，聯(lián)接聯(lián)軸器的平鍵截面。
3.2.2強(qiáng)度校核計(jì)算
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于6206型深溝球軸承，由手冊(cè)中查得a=17mm。因此，軸的支撐跨距為L(zhǎng)1=72mm。
根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
，
，
C截面彎矩M
總彎矩
扭矩
3）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)
，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力
已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。
3.2.3鍵的選擇與校核
采用圓頭普通平鍵A型（GB/T 1096—1979）連接，聯(lián)接大帶輪的平鍵截面，。齒輪與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。
校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度：
鍵、軸材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為
鍵的工作長(zhǎng)度
，合適
3.2.4軸承的選擇與校核
（1）按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命取為：L'h＝29200h
由上面的計(jì)算結(jié)果有軸承受的徑向力為Fr1=340.43N，
軸向力為Fa1=159.90N，
（2）初步選擇深溝球軸承6206，其基本額定動(dòng)載荷為Cr=51.8KN，基本額定靜載荷為C0r=63.8KN。
（3）徑向當(dāng)量動(dòng)載荷
動(dòng)載荷為，查得，則有
由式13-5得
滿足要求。
3.3伸縮液壓缸設(shè)計(jì)
3.3.1確定主要參數(shù)
（1）工作壓力的確定
執(zhí)行元件的工作壓力可以根據(jù)負(fù)載循環(huán)圖中的最大負(fù)載來選取，也可以根據(jù)主機(jī)的類型了確定（見表3-1和表3-2）。
表3-1 按負(fù)載選擇執(zhí)行元件的工作壓力
負(fù)載/ KN
<5
510
1020
2030
3050
>50
工作壓力/MPa
<0.81
1.52
2.53
34
45
≥5
表3-2 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力
設(shè)備
類型
機(jī) 床
農(nóng)業(yè)機(jī)械或中型
工程機(jī)械
液壓機(jī)、重型
機(jī)械等
磨床
組合
機(jī)床
龍門
刨床
拉床
工作壓力
0.8~2.0
3~5
2~8
8~10
10~16
20~32
所設(shè)計(jì)的洗勺機(jī)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，其值為1000N，其它工況時(shí)的負(fù)載都相對(duì)較低，參考表3-1和表3-2按照負(fù)載大小或按照液壓系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合來選擇工作壓力的方法。
初選液壓缸的工作壓力：，背壓：
（2）液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定
為了節(jié)省能源宜選用較小流量的油源。利用單活塞缸差動(dòng)連接滿足快進(jìn)速度的要求，由此求得液壓缸無桿腔面積為：
由計(jì)算所得的液壓缸內(nèi)徑D按表3-3圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封元件。
表3-3 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列 (GB2348--1980) (mm)
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
（90）
100
（110）
125
（140）
160
（180）
200
（220）
250
320
400
500
630
注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為非優(yōu)先選用值
故液壓缸內(nèi)徑取標(biāo)準(zhǔn)值：
活塞桿的直徑：
由計(jì)算所得的活塞桿直徑按表3-4圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封元件。
表3-4 活塞桿直徑系列 (GB2348--1980) (mm)
4
5
6
8
10
12
14
16
18
2
22
25
28
32
36
40
45
50
56
63
70
80
90
100
110
125
140
160
180
200
220
250
280
320
360
400
故液壓缸內(nèi)徑取標(biāo)準(zhǔn)值：
3.3.2主要尺寸的設(shè)計(jì)與校核
液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來確定，對(duì)不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。所以設(shè)計(jì)時(shí)，可用類比法來確定。
同上，以提升液壓缸為例進(jìn)行設(shè)計(jì)。前述已確定液壓缸的工作壓力，缸筒內(nèi)徑 D=125mm，活塞桿外徑d=110mm。
（1）液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算
液壓缸的壁厚一般指液壓缸中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可以知道，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分別規(guī)律因?yàn)楸诤竦牟煌鳟悺Ｒ话阌?jì)算時(shí)可以分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。
液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚的比值D/≥10的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸，一般采用無縫鋼管，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒壁厚公式計(jì)算
≥
式中 ——液壓缸壁厚（m）。
D——液壓缸內(nèi)徑（m）。
——試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（1.25~1.5）倍（MPa）。額定壓力≤16Mpa，取=1.5 MPa。
——缸筒材料的許用應(yīng)力。 = ，其中為材料抗拉剛度，n為安全系數(shù)，一般取n = 5。的值為：鍛鋼： = 110~120 MPa；鑄鋼： = 100~110 MPa；無縫鋼管： = 110~110 MPa；高強(qiáng)度鑄鐵： = 60MPa；灰鑄鐵： = 25MPa。
對(duì)于D/＜10時(shí)，應(yīng)該按材料力學(xué)中的厚壁圓筒公式進(jìn)行壁厚的計(jì)算。
對(duì)于脆性材料以及塑性材料
≥
式中的符號(hào)意思與前面相同。
液壓缸壁厚算出后，即可以求出缸體的外徑為：
≥ +
式中值應(yīng)該按無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)，或者按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。
在設(shè)計(jì)中，取試驗(yàn)壓力為最大工作壓力的1.5倍，即 = 1.5×2MPa =3MPa。而缸筒材料許用應(yīng)力取為= 100 MPa。
應(yīng)用公式 ≥ 得， ≥
下面確定缸體的外徑，缸體的外徑 ≥ + = 125+2×10mm =145mm。在液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得選取標(biāo)準(zhǔn)值=150mm。在根據(jù)內(nèi)徑D和外徑重新計(jì)算壁厚：==mm =12.5mm
（2）液壓缸工作行程的確定
液壓缸工作行程長(zhǎng)度，可以根據(jù)執(zhí)行元件機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定，并且參照表3-5中的系列尺寸來選取標(biāo)準(zhǔn)值。
表3-5液壓缸活塞行程參數(shù)系列 （mm）
Ⅰ
25
50
80
100
125
160
200
250
320
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3200
4000
Ⅱ
40
63
90
110
140
180
220
280
360
450
550
700
900
1100
1400
1800
2200
2800
3900
Ⅲ
240
260
300
340
380
420
480
530
600
650
750
850
950
1050
1200
1300
1500
1700
1900
2100
2400
2600
3000
3800
注：液壓缸活塞行程參數(shù)依Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ次序優(yōu)先選用。
由已知條件知道最大工作行程為50mm，參考上表系列Ⅱ，取液壓缸工作行程為50mm。
（3）缸蓋厚度的確定
一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效的厚度t按強(qiáng)度要求可以用下面兩式進(jìn)行進(jìn)似計(jì)算。
無孔時(shí)：
有孔時(shí)：
式中 ——缸蓋有效厚度（m）。
——缸蓋止口內(nèi)徑（m）。
——缸蓋孔的直徑（m）。
在此次設(shè)計(jì)中，利用上式計(jì)算可取t=25mm
（4）最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定
對(duì)于一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H應(yīng)滿足以下要求
式中 ——液壓缸的最大行程。
——液壓缸的內(nèi)徑。
為了保證最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，如果過分增大和B都是不適宜的，必要時(shí)可以在缸蓋和活塞之間增加一個(gè)隔套K來增加H的值。隔套的長(zhǎng)度C由需要的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H決定，即
在此設(shè)計(jì)中，液壓缸的最大行程為50mm，液壓缸的內(nèi)徑為125mm，所以應(yīng)用公式
的 =mm =15mm
活塞的寬度B一般取得B=（0.6~1.0）D；缸蓋滑動(dòng)支撐面的長(zhǎng)度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑D而定。
當(dāng)D＜80mm時(shí)，?。?
當(dāng)D＞80mm時(shí)，取。
活塞的寬度B =（0.6~1.0）d=66~110mm，取70mm
（5）缸體長(zhǎng)度的確定
液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)該大于內(nèi)徑的20~30倍。
缸體長(zhǎng)度：L = 50+70mm=120mm
（6）固定螺栓得直徑
液壓缸固定螺栓直徑按照下式計(jì)算
式中 F——液壓缸最大負(fù)載。
Z——固定螺栓個(gè)數(shù)。
k——螺紋擰緊系數(shù)，k = 1.121.5。
根據(jù)上式求得
= =7.2mm
（7）液壓缸強(qiáng)度校核
。
。
前面已經(jīng)通過計(jì)算得：D =125mm， =12.5mm。則有≤10，所以為厚壁缸。
=5mm≥==9.8mm
可見缸筒壁厚滿足強(qiáng)度要求。
3.3.3液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）缸體與缸蓋的連接形式
缸體與缸蓋常見連接方式有法蘭連接式（圖3-1a）、半環(huán)連接式（圖3-1b）、螺紋連接式（圖3-1c、f） 、拉桿連接式（圖3-1d） 、焊接式連接（圖3-1e）等。
圖3-1常見的缸筒和缸蓋結(jié)構(gòu)
缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。通過綜合考慮，在此設(shè)計(jì)中，缸體端部與缸蓋采取法蘭連接的形式。
（2）活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)
活塞和活塞桿的結(jié)構(gòu)形式有很多，常見的有一體式、錐銷式連接外、還有螺紋式連接和半環(huán)式連接等多種形式，如圖3-2所示。半環(huán)式連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝卸不便，但是工作可靠。
圖3-2 活塞桿與活塞的結(jié)構(gòu)
此外，活塞和活塞桿也有制成整體式結(jié)構(gòu)的，但是它只能適應(yīng)于尺寸較小的場(chǎng)合。經(jīng)過綜合考慮，在此設(shè)計(jì)中，活塞桿與活塞的連接采取螺紋連接的形式，如圖3-3所示。
（3）活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)
活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導(dǎo)向套的結(jié)果可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向，也可以做成與端蓋分開的導(dǎo)向套導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換，所以應(yīng)用比較普遍。
此設(shè)計(jì)經(jīng)過綜合考慮，采取端蓋直接導(dǎo)向。
（4）密封裝置
液壓缸中常見的密封裝置有間隙密封，摩擦環(huán)密封，密封圈密封等。間隙密封依靠運(yùn)動(dòng)件間的微笑間隙來防止泄露；摩擦環(huán)密封依靠活塞上的摩擦環(huán)（尼龍或者其他高分子材料制成）在“O”形圈彈力作用下貼緊缸壁而防止泄露；液壓缸主要采用密封圈密封，密封圈有O形、V形、Y形及組合式等數(shù)種，其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨脂等。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間都能使用。此設(shè)計(jì)經(jīng)過綜合考慮，采用O形密封圈密封。
（5）緩沖裝置
液壓缸帶動(dòng)質(zhì)量較大的部件作快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)部件具有很大的動(dòng)能，因此當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到液壓缸終端時(shí)，會(huì)與端蓋碰撞，而產(chǎn)生沖擊和噪聲。這種機(jī)械沖擊不僅引起液壓缸的有關(guān)部分的損壞，而且會(huì)引起其它相關(guān)機(jī)械的損傷。為了防止這種危害，保證安全，應(yīng)采取緩沖措施，對(duì)液壓缸運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行控制。當(dāng)活塞移至端部，緩沖柱塞開始插入缸端的緩沖孔時(shí)，活塞與缸端之間形成封閉空間，該腔中受困擠的剩余油液只能從節(jié)流小孔或緩沖柱塞與孔槽之間的節(jié)流環(huán)縫中擠出，從而造成背壓迫使運(yùn)動(dòng)柱塞降速制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)緩沖。 液壓缸中常用的緩沖裝置有節(jié)流口可調(diào)式（如圖3-3）和節(jié)流口變化式（如圖3-4）兩種。
圖3-3 節(jié)流口可調(diào)式緩沖裝置 圖3-4 節(jié)流口變化式緩沖裝置
在此設(shè)計(jì)中，為了適當(dāng)?shù)臏p輕加工難度，決定采取節(jié)流口變化式緩沖裝置，這種緩沖裝置可以調(diào)節(jié)。
3.4鉚接頭的設(shè)計(jì)
3.4.1鉚接形式
使用冷碾鉚接機(jī)時(shí)，由于鉚釘材料具有較好的形變性能，鉚桿不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題，壽命較高，同時(shí)只要改變鉚頭形狀，就可鉚接各種形狀，只要制作合適的鉚頭，即可鉚接以下各種形狀，如扁平型、沉頭型、圓弦型、碗型，方便于未來實(shí)現(xiàn)通用化。
圖3-5 鉚接形狀圖
3.4.2每轉(zhuǎn)進(jìn)給量的確定
每轉(zhuǎn)進(jìn)蛤量 對(duì)設(shè)備噸位、電機(jī)功率和鉚接效率及挪接質(zhì)量都有很大影響，若 過大，則接觸面積增加，要求設(shè)備噸位大，電機(jī)功率也相應(yīng)增加；若過小，則生產(chǎn)率低，銻士手壽命短 變形不均勻，一般徑向鉚接機(jī) 取1.5～2.2ram/r，軌道鉚接機(jī) 取1.2～1.8mm/r。過于強(qiáng)調(diào)省力甚至選取低于0.8mm/r的進(jìn)給量，就無法滿足于要求高效批量生產(chǎn)的鉚接工作。
3.4.3擺角口的確定
擺角大小直接影晌設(shè)備噸位、生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。若過大 雖然鉚接力減小但變形不均勻，生產(chǎn)率低；而過小。則鉚接力增加，設(shè)備噸位加大，一般取3.5~5.5°為宜，本次取5.1°。
3.4.4擺頭轉(zhuǎn)速的確定
擺頭轉(zhuǎn)速諱不僅影響設(shè)備的生產(chǎn)率。還影響電機(jī)肋功率大則生產(chǎn)率高，但電機(jī)需要較大的功率；如小，則結(jié)果相旋。一般鉚接機(jī)n取550~850r/min大噸位鉚接機(jī)選取較低的轉(zhuǎn)述：小設(shè)備可選較高妁轉(zhuǎn)速。
3.4.5鉚接頭的結(jié)構(gòu)尺寸確定
通過上述分析經(jīng)AutoCAD匹配設(shè)計(jì)得到如下圖結(jié)構(gòu)的鉚接頭：
圖3-6 鉚接頭的結(jié)構(gòu)圖
3.5底座的設(shè)計(jì)
結(jié)合其他零件采用AutoCAD匹配設(shè)計(jì)得到如下結(jié)構(gòu)尺寸：
圖3-7 底座結(jié)構(gòu)圖
3.6支架的設(shè)計(jì)
在機(jī)器中支承或容納零部件稱為支架。如支承罐的塔架、容納傳動(dòng)齒輪的減速器的殼體，機(jī)床的床身等等統(tǒng)稱為支架。
3.6.1支架結(jié)構(gòu)類型
（1）按支架外形分類
按支架外形分類：網(wǎng)架式、框架式、梁柱式、板塊式和箱殼式。
（2）按支架的制造方法和材料分類
按制造方法，支架可分為鑄造支架、焊接支架和螺栓或鉚接支架。按支架材料可分為金屬支架、非金屬支架。非金屬支架又可分為混凝土支架、素混凝土機(jī)座平臺(tái)、花崗巖支架、塑料支架等。
鑄造支架常用材料為鑄鐵、鑄鋼和鑄鋁。小型設(shè)備（如儀表等）的支架則有銅制或塑料制造。
3.6.2支架結(jié)構(gòu)的選擇
進(jìn)行支架結(jié)構(gòu)形式的選擇是一個(gè)較復(fù)雜的過程，對(duì)結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件截面和結(jié)點(diǎn)構(gòu)造等均需要結(jié)合具體的情況進(jìn)行仔細(xì)的分析。對(duì)結(jié)構(gòu)方案要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。由于各種設(shè)備有不同的規(guī)范和要求，制定統(tǒng)一的支架結(jié)構(gòu)選擇方法較困難。但是，可以利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識(shí)提出下列一般的規(guī)則。這些規(guī)則是為了節(jié)約材料在選擇形式時(shí)應(yīng)遵守的一般規(guī)律。
（1）結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布情況要與材料的性能相適應(yīng)，以便發(fā)揮材料的優(yōu)點(diǎn)。軸力較彎矩能更充分地利用材料。桿件受軸力作用時(shí)，截面上的材料分布是均勻的，所有材料都能得到充分利用。但在彎矩作用下截面的應(yīng)力分布是不均勻的，所以材料的應(yīng)力分布不夠經(jīng)濟(jì)。
機(jī)械結(jié)構(gòu)中許多構(gòu)件所受的都是沿垂直于桿軸的方向作用的。彎矩沿桿變化很迅速。有垂直載荷處，彎矩曲線有曲率，且曲率與載荷集度成正比。最大的彎矩限于一小段內(nèi)，在較長(zhǎng)段內(nèi)材料不能充分利用，這是彎曲構(gòu)件不經(jīng)濟(jì)的另一原因。
（2）結(jié)構(gòu)的作用在于把載荷由施力點(diǎn)傳到基礎(chǔ)。載荷傳遞的路程愈短，結(jié)構(gòu)使用的材料愈省。
（3）結(jié)構(gòu)的連續(xù)性可以降低內(nèi)力，節(jié)省材料。
綜合考慮機(jī)器的工作時(shí)所受的力，我選用機(jī)體材料HT200鑄造支架，力學(xué)性能：=200MPa， =340MPa.適于制造箱體、底座類零件。
金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第4章 其他方面
4 其他方面
如下分析擺動(dòng)輾壓常見缺陷形式、產(chǎn)生原因及預(yù)防措施。
4.1擺動(dòng)輾壓變形特征及其力學(xué)分析
4.1.1擺輾變形的主要特征
擺輾變形時(shí)主要變形特征有兩個(gè):
（1）當(dāng)工件高徑比即H0/DO>0.5時(shí)，要產(chǎn)生“蘑菇效應(yīng)”；當(dāng)H0/DO< 0.5時(shí)，變形比較均勻。而高徑比較小的工件，變形可滲透到整個(gè)工件的高度。
（2）擺輾件中心受拉應(yīng)力。當(dāng)工件較薄，擺角較大時(shí)，若每轉(zhuǎn)進(jìn)給量較小，則工件直徑越大越易產(chǎn)生拉裂現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)與計(jì)算表明，中心拉應(yīng)力區(qū)域在0.4 r0范圍內(nèi)(r0為工件的半徑)。
4.1.2擺輾件主要變形特征的分析
（1）“蘑菇效應(yīng)”
當(dāng)工件較厚，進(jìn)給量較小時(shí)，因上下模和工件接觸面積不同（上邊小、下邊大），由測(cè)試知，靠近上模工件上的軸向單位壓力較大，下模處較小，故鄰近上模的金屬易滿足塑性條件， 先產(chǎn)生流動(dòng)。在外緣部分有: σ1= σr， σ3= σz 。對(duì)于工件上下接觸面的塑性條件分別為: σr上-σz上= βσs和σr上-σz上= βσs 。由側(cè)試知: σ z上< σ z下（ |σ z上|> |σ z下|），又因上模處磨擦小， 故σr上> σ r下（|σr上|> |σ r 下|），可見工件上接觸面的塑性條件易先得到滿足， 故易形成“ 蘑菇頭形”。
上蘑菇形：當(dāng)工件較厚，進(jìn)給量較小時(shí)，因上下模和工件接觸面積不同（上邊小、下邊大）， 靠近上模工件上的軸向單位壓力較大，下模處較小，工件上接觸面的塑性條件易先得到滿足，先產(chǎn)生流動(dòng)，故易形成“ 上蘑菇頭形”。
下蘑菇形：當(dāng)工件較厚，進(jìn)給量很大時(shí)，上模接觸面積大，接觸壓力大，故摩擦力也增大，這嚴(yán)重阻礙坯料表面金屬的流動(dòng)。所以開始輾壓時(shí)，上接觸區(qū)發(fā)生塑性變形，上模與坯料的接觸面積增大，繼而坯料粘合在上模上，成為上模的延伸部分，則坯料在下模接觸區(qū)的部分開始發(fā)生塑性變形，而且下模與坯料開始部分接觸，它們之間的摩擦力小，坯料與下模接觸的部分變形快，易形成下蘑菇形。
滑輪形：當(dāng)坯料的變形部分高徑比較小，且輾壓時(shí)有失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生時(shí)，坯料產(chǎn)生了軸向彎曲，使得坯料與下模也是部分接觸，這部分金屬單位面積壓力增大，達(dá)到了材料的屈服極限，因而產(chǎn)生了塑性變形，形成了上下模相對(duì)應(yīng)的上下塑性變形區(qū)，坯料兩頭變形快，中間變形慢，形成了滑輪形。
圖4-1 擺動(dòng)輾壓工件變形情況
當(dāng)工件較薄時(shí)， 由測(cè)試知，上下接觸面上的軸向單位壓力接近，上、下模處金屬可同時(shí)滿足塑性條件，金屬可同時(shí)沿徑向及切向流動(dòng)，加上拉彎變形有徑向伸長(zhǎng)，于是變形比較均勻，不產(chǎn)生“蘑菇頭形” 。
（2）薄件中心開裂
普通圓盤件擺輾過程中，工件中心區(qū)域在水平方向所受正應(yīng)力均為拉應(yīng)力， 而且該區(qū)域的拉應(yīng)力值大于工件其他區(qū)域，工件心部的變形方式為切向和徑向伸長(zhǎng)、軸向縮短。當(dāng)變形達(dá)到一定程度時(shí)， 工件中心發(fā)生凹陷， 形成了工藝缺陷。
由塑性條件： σ1-σ3= βσs可以判定，當(dāng)σ3= -σs時(shí)， 則： σ1= （β-1）σs，因β=l ~1.155，故知σ1≥0 ，即在工件的中心部位存在拉應(yīng)力（σr=σz， σ1 = σ0）。單位壓力測(cè)試結(jié)果表明：在工件中心處軸向單位壓力較低，大約是流動(dòng)應(yīng)力σs的1/4。計(jì)算結(jié)果中心壓力σp/2K< 1， 即在0方向要出現(xiàn)拉應(yīng)力。正是由于該拉應(yīng)力區(qū)的存在， 使得圓柱件擺輾變形時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)中心變薄和開裂現(xiàn)象。
圖4-2 擺動(dòng)輾壓工件受拉力分析
當(dāng)擺頭上模壓到工件上，如不發(fā)生擺動(dòng)滾動(dòng)，變形的1區(qū)對(duì)對(duì)面的2區(qū)的作用如圖1 陰影部分所示。由于py和τy的作用，2區(qū)要發(fā)生拉彎變形，工件心部要產(chǎn)生拉應(yīng)力。
但由于擺輾時(shí)徑向變形量小，接觸面上的切應(yīng)力τ值不大，如不考慮τy的影響， 那么當(dāng)α=180。時(shí)，λ=0. 5 ，py=0，中心不產(chǎn)生拉應(yīng)力。對(duì)擺輾工藝而言，為了充分利用其省力的優(yōu)點(diǎn)，往往接觸率λ≤0. 25，于是心部出現(xiàn)拉應(yīng)力就不可避免了。
4.2擺輾件變形時(shí)產(chǎn)生的缺陷及防止方法
4.2.1薄件中心開裂
圓柱試件(鉛件)墩粗和用響銅制鑼擺輾時(shí)， 均發(fā)生了中心部分被拉裂現(xiàn)象，如圖所示。
圖4-3 擺動(dòng)輾壓工件中心開裂情況
由于擺輾過程中每一時(shí)刻工件上表面僅有局部與上模接觸，工件外周不同部分隨擺頭的擺動(dòng)交替地發(fā)生塑性變形，而近工件心部則由于受力狀態(tài)比較穩(wěn)定，發(fā)生持續(xù)的雙向伸長(zhǎng)、單向縮短變形，因此隨著變形的積累，工件心部將比其他部位更薄，這就是圓盤件擺動(dòng)輾壓中心變薄的根本原因。
對(duì)于薄圓盤件，當(dāng)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量較小時(shí)，工件受力狀態(tài)差，極易導(dǎo)致中心變薄缺陷的發(fā)生。
為了防止薄件中心開裂，保持工件平整、不增大設(shè)備噸位，可采用中間局部加厚的辦法， 以增大斷面系數(shù)，然后加工去掉加厚部分。當(dāng)采用局部加厚的坯料時(shí)，工件心部的受力條件得到了改善，由于加厚部分和下模的限制，工件心部所受拉應(yīng)力減小，各部位的變形都較為均勻，心部不會(huì)發(fā)生凹陷，因此避免了缺陷的產(chǎn)生。
對(duì)于輾壓銑刀片盤形彈簧片，可增大進(jìn)給量，使接觸面積率λ增大，從而減少拉應(yīng)力產(chǎn)生。但是，若每轉(zhuǎn)進(jìn)給量太大，不但工件易發(fā)生翹曲，而且變形所需擺輾力急劇升高。
4.2.2大頭件側(cè)表面開裂
擺輾變形時(shí)， 如果試件(或工件)側(cè)表面存在裂紋， 那么在相同的條件下， 擺輾變形易使裂紋向增大方向發(fā)展。
圖4-4 擺動(dòng)輾壓工件縱向裂紋情況
擺輾變形對(duì)縱向裂紋均有加大的趨勢(shì)。在生產(chǎn)鐵路車輛的勾舌銷件過程中， 如果冷拔坯料表面上有微裂紋或因放件不慎被磕碰， 則擺輾成形頭部時(shí)很易造成開裂。
為了防止擺輾時(shí)工件縱向開裂，必須選好原材料，注意拉拔質(zhì)量，同時(shí)注意輕拿輕放，保護(hù)好外表面。
4.2.3高件失穩(wěn)折迭
擺輾件變形過程中，如果H/D>l，則變形時(shí)往往要產(chǎn)生滑輪形狀，繼續(xù)變形就要產(chǎn)生折迭。若擺輾法蘭長(zhǎng)桿件(如輾壓汽車半軸、勾舌銷件)，由于露出端過長(zhǎng)，擺輾時(shí)往往要產(chǎn)生失穩(wěn)，使工件彎曲、折迭，進(jìn)而報(bào)廢。在實(shí)際生產(chǎn)中，可利用“蘑菇效應(yīng)” 的兩重性，來加速頭部成形，桿部可采用夾緊或選用合適模具間隙辦法，限制縱向彎曲來生產(chǎn)合格鍛件。我國(guó)生產(chǎn)汽車半軸時(shí)，桿部均用夾緊機(jī)構(gòu)，以縮短自由端的長(zhǎng)度；而生產(chǎn)勾舌銷法蘭長(zhǎng)桿件，則是用限制插入下模中桿與模壁間隙辦法，防止輾壓頭部時(shí)桿部的彎曲。取單面間隙為0.2mm時(shí)，擺輾頭部成形良好，而桿部不發(fā)生彎曲。
為了提高生產(chǎn)率和防止折迭的產(chǎn)生，應(yīng)盡量加大每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，以增大面積接觸率。
4.2.4高件鍛不透
擺輾變形具有表面性質(zhì)，擺輾變形首先在頭部發(fā)生。當(dāng)擺頭與工件接觸弧長(zhǎng)a
收藏