小型气缸孔镗削-滚压复合刀具设计及加工表面质量研究

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1、工程硕士学位论文小型气缸孔镗削-滚压复合刀具设计及加工表面质量研究作者姓名廖少丰工程领域机械工程校内指导教师邓文君教授校外指导教师昌建林所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年1月Designofboring-burnishingcompoundtoolforsmallcylinderholeandInvestigationofqualityofmachinedsurfaceADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiaoShaofen

2、gSupervisor：Prof.DengWenjunChangJianlinSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TG53学校代号：10561学号：201521002126华南理工大学硕士学位论文小型气缸孔镗削-滚压复合刀具设计及加工表面质量研究作者姓名：廖少丰指导教师姓名、职称：邓文君教授昌建林申请学位级别：工程硕士工程领域名称：机械工程论文形式：□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：现代加工技术及质量控制论文提

3、交日期：2018年1月3日论文答辩日期：2018年3月9日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：夏琴香教授委员：阮毅教授级高工邓文君教授周驰副教授黄珍媛副教授摘要气缸作为气动技术的基本元件，随着气动技术的发展以及应用层面的扩展，品种类型日益增多，呈现出小型化、集成化以及精密化等发展趋势。气缸进行工作时，活塞在气缸内进行直线式的往复运动，此时，为了保证气缸的耐用性，气缸内孔表面需要具有较低的粗糙度、较高的硬度和较好的疲劳强度，即良好的表面质量。要使气缸孔表面拥有较好的表面质量，则

4、需要对其进行强化处理。常用的表面强化工艺有喷丸处理和滚压加工，由于小型气缸的孔径尺寸较小，喷丸处理效果将不稳定，且不易操作，相反，滚压加工则能保持较好的加工效果以及加工效率，同时，滚压加工所需的生产成本较低，因此，滚压加工是小型气缸孔表面精加工的主要工艺。然而，当传统滚压加工以独立的表面处理工序存在时，零件的制造周期将延长，且生产成本较高。所以，镗削-滚压复合加工对小型气缸孔的精加工而言具有重要的意义和经济价值。本文针对小型气缸孔的精加工设计出了一种新型的镗削-滚压复合刀具。设计出来的复合刀具在去除加工表面

5、镗削余量的同时能实现加工表面的滚压加工，加工表面质量以及加工效率将得到大幅度的提升。本文深入研究了各加工参数如滚压深度、刀具加工速度和刀具进给量等对已加工表面质量如表面粗糙度、表面硬度、表面残余应力以及表面微观结构等的影响规律。同时，通过建立相应的三维有限元分析模型，模拟分析了各工艺参数，如滚柱倒圆弧半径、滚压深度、刀具加工速度以及刀具进给量等，对加工过程中的滚压力以及加工过后的表面残余应力和表面等效应变的影响。关键词：镗削-滚压复合加工；有限元分析；表面强化；表面光整IAbstractAsabasicel

6、ementofpneumatictechnology,cylinderhasbecomeminiaturization,integrationandprecisenesswiththedevelopmentofpneumatictechnology.Whenthecylinderisworking,thepistonundergoalinearreciprocatingmotioninthecylinder.Forincreasingthedurabilityofcylinder,lowsurfacerou

7、ghness,highsurfacehardnessandhighfatiguestrengthisimportantfortheinnersurfaceofcylinder.Inordertomaketheinnersurfaceofcylinderhavebettersurfacequality,itisnecessarytousesurfacestrengtheningtechniquestoimprovethesurfacequalityofinnersurfaceofcylinder.Aswell

8、known,twocommonsurfacestrengtheningtechniquesareshotpeeningandburnishing.Becausethediameterofthesmallcylinderholeistoosmall,itisdifficultforshotpeeningtotakeeffect.Butburnishingcanimprovesurfacequalityofinner