螺栓圆角滚压工艺分析及数控圆角滚压机研制
2011-01-29陈家兑田丰果王自勤
制造业自动化 2011年12期
陈家兑,刘 勇,田丰果,王自勤
CHEN Jia-dui, LIU Yong, TIAN Feng-guo, WANG Zi-qin
(贵州大学,贵阳 550003)
0 引言
随着航空、航天、高速列车、高级乘用车等行业的蓬勃发展,各领域对高强度螺栓的要求越来越高。螺栓头下圆角处是应力集中点,是发生疲劳断裂的危险截面之一。对螺栓头下圆角部位采取冷滚压工艺,是大幅度地提高螺栓的疲劳强度的重要手段[1]。目前,国内对螺栓头下圆角滚压多采用钻床加装辅助工装,手工操作。使得生产中存在工艺参数不确定、不稳定,产品一致性差,工人劳动强度大等缺点。对于大飞机等重大项目,对高温合金、钛合金等特种螺栓提出的技术要求就更高,上述加工方式很难实现。
因此,研究螺栓圆角滚压工艺,研制与高强度螺栓圆角滚压大批量生产模式相适应的高性能专用生产装备,解决企业在高强度螺栓生产中的技术及装备瓶颈,具有重要意义。
1 螺栓圆角滚压工艺及影响因素分析
1.1 螺栓圆角滚压原理
对螺栓圆角的冷滚压是利用金属材料冷变形加工硬化的特性,通过滚压工具对圆角部位的回转滚压,使其表层材料在压应力作用下产生塑性变形,使表层晶粒组织致密,减小表面粗糙度,纤维保持连续流畅的状态,同时产生冷作硬化现象,在表面产生有利的残余压应力,从而提高螺栓的抗疲劳强度和可靠性[2]。
1.2 螺栓圆角变形要求
高强度螺栓的头下圆角经滚压后的变形量需要严格控制[3]。如图1所示,为螺栓头下圆角滚压变形示意图,为了满足提高疲劳强度的要求,相关标准中,对螺栓头下圆角的滚压变形量有严格规定,如图1中:A、B、C等。……
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