曲軸圓角強化滾壓相關(guān)理論及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、曲軸是汽車發(fā)動機中最重要、承受交變載荷最大的零件。曲軸的主要破壞形式是彎曲疲勞破壞，其疲勞裂紋常常起源于曲柄至軸頸的過渡圓角處。圓角滾壓可以大幅提高球墨鑄鐵曲軸的疲勞強度，鑒于球墨鑄鐵的密度小于鍛鋼，以球墨鑄鐵曲軸代替鍛鋼曲軸可以節(jié)省大量金屬材料，降低成本。但是曲軸滾壓的關(guān)鍵設(shè)備及技術(shù)一直由外國公司把持，國內(nèi)銷售價格居高不下，所以研究曲軸圓角滾壓的關(guān)鍵技術(shù)并研制相關(guān)設(shè)備，具有重大的實際應(yīng)用價值。
　　 本文介紹了曲軸滾壓、擺差測

2、試和校直工藝過程，分析了影響滾壓強化效果的工藝參數(shù)。通過有限元數(shù)值模擬計算，詳細(xì)分析了在不同控制加載方式、滾壓圈數(shù)、滾壓力、沉割槽等情況下，曲軸滾壓強化效果，得出了應(yīng)力、應(yīng)變的分布規(guī)律，為滾壓工藝優(yōu)化提供了理論參照。
　　 在Windows環(huán)境下利用VC編程進(jìn)行了壓力閉環(huán)控制，建立了被控對象神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，構(gòu)建了內(nèi)模控制器，有效的抑制了動鉗壓力波動。論述了一種通過檢測下壓量來衡量殘余應(yīng)力的大小的檢驗方法，提出了將恒力滾壓機通過簡單

3、的方式改造為變力滾壓機的方法。
　　 建立了擺差測試數(shù)學(xué)模型，研制了基于LVDT的擺差測試硬件系統(tǒng)。當(dāng)被測工件中心線和回轉(zhuǎn)中心線不重合時，采用了矢量合成的數(shù)據(jù)處理方法以消除偏差。采用最小二乘法修正了擺差相位，采用了矢量模型變換方法以處理擺差數(shù)據(jù)，將項尖測試基準(zhǔn)下的結(jié)果變換為V型鐵基準(zhǔn)下的理論測試結(jié)果，在實踐中獲得了與曲軸實際變形手工測試基本一致的結(jié)果。
　　 利用最小二乘支持向量機結(jié)合多分類方法，構(gòu)建了曲軸校直位置分類器

4、。利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了校直專家決策數(shù)學(xué)模型，用數(shù)據(jù)融合的方法將多種決策下的控制量合成輸出，在實用中取得了較好的效果。
　　 設(shè)計了脈沖方向型電機系統(tǒng)的接口電路，研制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的小型數(shù)控系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)。制訂了工控機IPC到數(shù)控系統(tǒng)的通信協(xié)議，在VC下編程實現(xiàn)了IPC與PLC系統(tǒng)間的通信，利用約定的存儲單元實現(xiàn)了工作狀態(tài)的同步控制。
　　 研究了曲軸滾壓后的顯微組織變化，找出了曲軸強化微觀組織機理。滾壓工藝使基體