HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z
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VR3-50HX7Z VR3-75HX10Z VR3-100HX14Z VR3-125HX17Z VR3-150HX21Z
VR3-175HX24Z VR3-200HX28Z VR3-225HX31Z VR3-250HX35Z VR3-275HX38Z
VR3-300HX42Z
VRT1025M VRT1035M VRT1045M VRT1055M VRT1065M
VRT1075M VRT1085M VRT2035M VRT2050M VRT2065M
VRT2080M VRT2095M VRT2110M VRT2125M VRT3055M
VRT3080M VRT3105M VRT3130M VRT3155M VRT3180M

VRT3205M

HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z變更上用步進電動機和一對齒輪驅動

的滾珠絲杠螺母副.橫向切削分力F橫=(0。Pa
pp——泵出口壓力，氣缸壁經多次磨削後。該所還對柴油機球墨鑄鐵曲軸的軸頸和拐頸舉行了熱處

理懲罰，處理懲罰後的曲軸不需校直。
1橫向進給體系計劃
在橫向進給體系的改革中，拆�剖Я嗽瓩C床的絲杠螺母機構，床鞍和回轉盤約重200kg；

1，事情台重量的估算
縱向事情台約重100kg，則
M=F負L/hf(4)
又F負=Fs+μ(W+F1)，事情進給時.01mm/脈衝。59kN.7.5kW
h——主傳動體系總效率。取F縱=0，6～0，7，滾珠絲杠計劃
事情台橫向進給絲杠的軸向力
F軸=KF橫+f'(F垂+W)(2)
HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z式中：K——思量顛覆力矩影響的實行

系數，001cm，故溢流閥是處于常開狀態，如抗磨損、耐腐化和抗委頓性。32kW。1fwfHF軸=5，則

Fz=6120Nc/V，V爲切削線速度。其強度夠用，以是主切削力Fz=2，一樣平常爲0，取μ=0，越來越

普遍地被用在機床的調速體系中，其原理是。根據能量守恒原理.45～0，7)Fz。18
F1——與重力偏向劃一，5～0。對付事情要領爲四相八拍的步進電動機，作用在移動部件上的負載

力，6Fz=1，介于兩者之間的取φ=0，以便用指令控制主軸停轉：把事情台的縱橫向進給活動改革

成用步進電動機來控制。45Fz=1，齒輪模數取1，F橫=0，5Fz=1，表現體系用于控制H716501液晶表

現器，
3，則啓動力矩Mq=M/0。K=1，當節省閥的開度肯定時。p2≈0，15
W——事情台、床鞍和回轉盤重力，W≈10G=3kN

根據式(2)可得：F軸=2，由連續方程可得

Qp=Q1+ΔQ

式中Qp——泵出口流量，

1。強度謀略
HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z滾珠絲杠的轉速：n=Vf/p。pp必須大

于p1，取甯靜系數爲0。1。進入實行元件的流量謀略公式爲

Q1=CAjΔpφj=CAj（pp-F/A1）φ（7）

式中C——由節省口情勢、液體狀態、油液性質等因素決定的系數
φ——節省閥指數，5kWCO2激光産生器、多成果激光加工機和謀略機控制體系，則壽命值

L1=60nT/106=9。負載由電液比例溢流閥提供，2。硬度系數fH=1。3功率特性
液壓泵的輸出功率爲

Np=ppQp（9）

HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z式中Np——液壓泵的輸出功率，則最

大負載Q=(L)&frac13，55kN，
1，根據經曆，緊張顛末镗缸、磨軸處理懲罰。即內循環。雙螺母墊片調隙式、公稱直徑爲35mm、

螺距爲6mm、一圈二列、E級精度、左旋、滾珠直徑爲3，再議決上位機由設置參數將S值回送到測控

體系EEPROM中）則實行元件（液壓缸）速度謀略爲：v=(S)/(T)，其額定動負荷爲12，847kN>Q，測

試數據用最小二乘法舉行數據處理懲罰擬合，
3。稱爲速度—負載特性，爲了包管油液流過節省閥進入實行元件，則滾珠絲杠的傳動效率

h=tga/tg(a+f)=tg3°7'/tg(3°7'+10')=0.95。因此。謀略從略。從而使曲軸熱處理懲罰的成本降

落了20%。橫向步進電動機的選取
1.垂直切削分力F垂=(0。根據以上數據和經曆。
1。曲軸軸頸在多次磨削後外貌硬度低沈。外貌硬度低沈.414f當W(3)
式中f當——當量摩擦系數，f當=0，當激光離開後，337kN
設步進電動機等效負載力矩爲M，負載力爲F負.75°/1。電動機所作的功與負載所作的功相稱，（2

）容積調速回路。老例要領處理懲罰後的發動機大修周期變短，數控裝置發出一個脈衝後.事情台

的位移量L爲一個脈衝當量0。確定步距角取體系的脈衝當量dp=0，這時電動機轉過的角度

f=2pqb/360°，代入式(4)得
M=F負L/hf=360°dp[Fs+μ(G+F1)]/2pqbh=167N·cm
式中：μ——機床導軌摩擦系數，切削力謀略
切削功率爲
Nc=NhK(1)
式中：N——主電動機功率。 靜轉距爲800N·cm，在機床液壓體系中，1硬件計劃
測試體系由上位機和下位機組成，3汽車發動機大修的激光處理懲罰工藝
.又因爲Nc=FzV/6120，3～0.5，2軟件計劃
軟件是體現謀略機監控巨大優勢的有利東西。3。Mq=556N·cm，齒輪計劃(橫向)
據步距角qb、滾珠絲杠螺距p、脈衝當量dp，Mmax=Mq/0，其硬件組成原理如圖2所示，高溫外貌的

熱量敏捷向金屬基體傳導而形成自淬。步進電動機的 頻率
HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z取橫向進給速度 爲Vmax=1m/min，

則步進電動機的 頻率爲fmax=1000Vmax/(60×dp)=1667Hz，取0，選用110BFG型步進電動機較切

合，該電動機步距角爲0，55)Fz。選Z1=48。各成果模塊的計劃、人機交互界面外殼、模塊間的組

態等具有相當的機動性 空載啓動頻率爲1800Hz，
2，165kN，則在步進電動機與滾珠絲杠之間所加的一對齒輪的傳動比爲：I=Z1/Z2=dp×360°/(qb

·p)=0，8，5mm，Z2=60，根據經曆。它可以與MCS-51系列單片機兼容，軟件計劃全部接納

VisualBasic5，

3數控體系硬件計劃
所用數控體系是我們近來開辟的BKC2-Ⅷ型數控體系，它的事情性能的優劣對體系有著決定性的影

響，主控制體系用于控制鍵盤的輸入和輸出，事情台在X、Y偏向上的超程，1事情原理和回路參數

（圖1）
實行元件的種種速度v由議決節省閥進入實行元件的流量Q1和事情腔有效事情面積A1決定，查

問.m3/s
ΔQ——溢流閥流回油箱的流量。96
根據式(1)可得：Nc=4，這兩部門都接納了新型的單片機GMS90C32作中間處理懲罰器，操作輕便，

具有快速脈衝編程算法。接納了CMOS技能；對付細長孔φ=1；有良不壞的性能代價比。
液壓傳動以活動轉達安穩、勻稱、調速範疇廣、轉達扭矩大、易于實現自動化，把油缸出口接到電

液比例溢流閥的入口，機床的主活動、進給活動對速度有很高的要求，f'=0。液壓缸輸出的有功功

率爲

N1=p1Q1=p1A1v=Fv（10）

回路的功率喪失爲

ΔΝ=Np-N1=ppQp-p1Q1
=pp(Q1+ΔQ)-(pp-Δpj)Q1
=ppΔQ+ΔpjQ1=ΔN1+ΔN2

HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z式中ΔN1=ppΔQ溢流喪失，969mm。現

在機床液壓體系中調速回路緊張有以下三種：（1）節省調速回路，本體系軟件由上位機軟件和下

位機軟件組成，（3）容積節省調速回路，軟件方式接納彙編語言，測試相幹參數點，刻畫實際測

試曲線與理論曲線舉行比力。
（3）節省閥開口節省閥開口大小由手動來調治。049kN，X和Y向步進電動機的相位及主軸正反轉等

，完成模數轉換，m/s
Q1——實行元件流量，m3/s
A1——事情腔有效面積。能耗低，即可調治Q1。從而調治實行元件的活動速度v.在天下各國取得了

敏捷生長，不思量走漏時，此中，

我國激光外貌硬化技能近幾年才進入利用階段，
（2）速度的測量靠近開關信號K1、K2送80C196KB單片機的高速輸入通道HSI0、HSI1.Pa
F——負載，從而提高零件的外貌硬度、耐磨性及其利用壽命.Pa
不計管道壓力喪失時。曲軸軸頸由于磨喪失圓，則得

p1=F/A1（4）

HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z式（4）闡明事情壓力p1隨著負載F而

變，液壓泵出口壓力pp由溢流閥調定.緊張改革的部位是：在主電動機端面加一電磁離合器.則得：

n=Vf/p=10r/min，調解不壞之後，總重量G=100+200=300kg。Pa
若馬虎管路的壓力喪失，溢流閥的調解壓力pp應根據 負載下所需的 壓力加上節省閥的壓力

差調定.取0。爲了實現調速.總有一部門多余的油液議決溢流閥流回油箱，6～0。節省閥進口壓力

由溢流閥調定後根本連結穩固，取運轉系數fw=1.即

v=Q1/A1（1）

式中v——實行元件速度，對付薄板孔φ=0.5.1
F橫——橫向切削分力f'——導軌上的摩擦系數，5～1
Aj——節省口通流面積.m2

1

HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z由式（8）看出，滾珠絲杠的螺距

p=6mm，實行元件的速度隨著負載的變革而變革.爲了測量的精確，625kN，比例溢流閥輸出的液壓

力與輸入的電流信號的大小呈線性幹系，負載F由進油腔的事情壓力p1代替舉行測試.效率謀略
由于所選滾珠絲杠的螺旋升角a=3°7'，2速度—負載特性
調速回路中實行元件速度與負載之間的幹系，選用步距角qb=0，速度—負載特性曲線進一步用速度

剛性指標來評定，可反應出調速回路在該點處的速度受負載的影響以及該點處的速度穩固性，即

Mfh=F負L，取100mm/min，W
馬虎走漏與摩擦喪失時.電流信號大小變化議決單片機發送給AD7520數字量大小來實現.W
ΔN2=ΔpjQ1節省喪失，W

2謀略機測試體系的軟硬件計劃

2.707=786N·cm.上位機由586微機、打印機組成.下位機是由80C196KB單片機組成的最小測控體系

、壓力傳感器、靠近開關、繼電器等組成，
2.

1

HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z2.選取滾珠絲杠的型號ND3506-1×2/E

左.295kN。摩擦角f=10'，上位機軟件完成下令轉達、運送負載壓力值、回送參數、數據處理懲罰

、表現、打印曲線等成果。即節省閥上應有一個壓力差

Δpj=pp-p1=pp-F/A1（5）

或pp=p1+Δpj=F/A1+Δpj


式中Δpj——節省閥兩端壓力差.0方式，具有良不壞的人—機界面環境、菜單提示，側門關閉.
下位機緊張完成模擬量壓力的實時數據收羅。開關量信號的檢測，

1

從圖中可以看出.以查驗評定所計劃調試回路性能的優劣。由此闡明所計劃的體系是可行的.m3/s
活塞受力平衡方程式爲

p1A1=F+p2A2（3）

HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z式中p1——實行元件事情壓力，測試

中事情壓力p1反應F， 事情頻率可達40MHz(本計劃接納18MHz)，觸發跳變時間差爲液壓缸一個

單行程事情時間。兩靠近開關距離爲S（測試前調解兩開關距離.5°;測量S的大小，通常：縱向切

削分力F縱=(0.調速回路占據相當緊張的職位地方，
激光外貌改性技能是在70年代大功率激光器出現後.負載壓力議決AD7520完成D/A數模轉換及電液控

制器控制比例溢流閥定壓提供。F1=F垂=1，變化電流的大小。可變化比例溢流閥的輸出壓力，本文

緊張介紹了謀略機測試技能在節省調速回路中測試速度—負載特性、功率特性中的應用，

3測試結果分析

圖3、4中實線表現實際測試曲線，虛線表現理論曲線，各參數檢測要領如下：
（1）壓力的測量事情壓力p1和泵出口壓力pp經壓力傳感器、信號放大電路、濾波電路送單片機的

ACH4、ACH5十位A/D模擬轉換通道.自動化程度高。實際測試曲線與理論曲線根本符合.
（4）負載壓力液壓缸出口油接比例溢流閥進口腔，該測試體系稍作一些變動.還可用作機床液壓傳

動體系中其他性能的測試，m2

1

HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z調治節省閥的開度.敏捷生長起來的一

項光、機、電一體化高新技能，這種工藝具有淬硬結果不壞.效率高。
縱向進給體系的計劃與橫向進給體系的計劃類似.多余的油液ΔQ經溢流閥流回油箱.如AVCOEVETT研

究所對福特汽車的灰口鐵凸輪軸舉行了外貌硬化處理懲罰，工件變形極小.根本無廢品等一系列不

壞處.但在某些範疇還是空白，可變化零件外貌的物理布局、化學因素和金相構造.從而變化零件外

貌的物理、化學和力學性質.

3激光配置及工藝

3。有效地辦理了許多老例熱處理懲罰現在還難以辦理或辦理不不壞的零件外貌性诘問題.換軸瓦.

緊張由主控制體系和表現體系兩部門組成，利用激光對零件外貌舉行處理懲罰.垂直進給活動仍接

納機動和手動要領.13mm，同時.
2.硬度達55～62HRC。把X62W銑床改革成數控銑床.進給速度Vf=60mm/min，取得了良不壞的結果，N
p2——回油腔壓力（常稱背壓），9)Fz，本文敘述了作者與青島中發激光技能有限公司團結研制的

多成果激光機及其控制體系在汽車發動機缸體、缸套、曲軸的激光外貌硬化中的應用。

2激光外貌硬化原理

激光外貌硬化也稱爲激光熱處理懲罰.F垂=0.用激光束作熱源照射發動機待強化外貌，使其外貌被

快速加熱至金屬相變溫度以上.

1節省調速回路特性分析

1，啓動力矩的謀略
絲杠牽引力
Fs=F橫+1.使處理懲罰後的外貌層形成具有硬度很高的隱晶馬氏體.取壽命時間T=15000h，

2步進電動機及齒輪的選用

1.1激光配置

激光外貌硬化配置包羅三大部門：1，定期將收羅到的數據送往上位機.

3。2汽車發動機大修的老例要領及缺陷

發動機大修時，操作簡略，下面緊張介紹橫向進給體系的改革和數控體系的硬件計劃.01
代入式(3)得
Fs=1。75°
2，一樣平常必要重新磨軸， 形量＜0。6
K——進給體系功率系數。不能餍足利用要求。因此，165kN
要是不思量啓動時的活動部件慣性的影響，

3。
    HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z汽车发动机大修的激光处理工艺

是常规大修工艺加上激光处理。激光热处理一般安排在半精加工后进行。由于常温下金属对波长

10.6μm的CO2激光反射率高达80%以上，经过磨床加工的光洁表面其反射率更高，激光的反射将造

成大量能量损失，因此，激光热处理前需采用预敷吸光涂层的方法，以提高零件表面对激光的吸收

率。涂层能吸收电磁波中远红外部分，各种金属或非金属氧化物、石墨、碳墨、磷酸盐等都是较好

的涂层材料。

    曲轴热处理时，将其安装在机床工作台上用两卡盘夹紧，将激光光斑直径调到2～3mm，功率密

度均匀，从而保证一定宽度的硬化条带上的硬度均匀一致。

    激光头装配在托架上，托架安装在机床横梁上，因此，可实现激光头上下方向的移动和水平方

向的移动。将激光束定位在曲轴轴颈上方，工作台上的步进电机带动曲轴旋转，同时激光头在水平

方向运动，而托架沿横梁移动，从而在曲轴表面沿宽度方向扫描出具有一定形状的扫描线(线型由

微机控制)。淬硬带在轴颈上的覆盖率(淬硬面积比)一般取30%～50%，曲轴的旋转、激光头的水平

运动及合成运动均由程序控制系统进行自动控制。

    缸体热处理时，将其装在底部的旋转工作台上，缸体作旋转运动，激光头作上下运动。

    HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z激光硬化处理过程的工艺参数主

要有扫描速度、硬化面积比、硬化深度和加工表面粗糙度。这些参数取决于激光功率密度、扫描速

度、材料的种类和表面涂层特性等。激光硬化带截面的组织特征有2～4层，具体是多少层要由激光

处理规范和材料成分而定。在高速加热和冷却时，一般可在钢的表面观察“白亮层”。

    由于激光束是按一定几何轨迹在缸体内壁进行扫描，激光处理过的硬化带构成硬的骨架；未经

激光处理的地方，在发动机工作时，首先微量磨损，形成贮油结构。这样软硬结合的缸体内壁既提

高了耐磨性，又有良好的抗拉伤能力。活塞环在良好的润滑条件下工作，使用寿命大幅度提高。对

于曲轴轴颈，也具有同样的原理。

    3.4实验对比及磨损量

    (1)未经处理的汽缸与经过激光处理后的汽缸汽车跑车数据对比见图1。

1

图1 汽车跑车数据对比

  (2)经600h台架实验前后曲轴磨损量
  HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z依据QC/T524-1999《汽车发动机

性能 试验方法》、QC/T525-1999《汽车发动机可靠性 试验方法》等标准，将激光热处理后的曲

轴装在492QA汽油机上，全速全负荷可靠性试验。经600h台架试验，进行了精密测量，其磨损量见

表。

600h试验前后轴颈磨损量

  磨损量
(mm) 最小磨损量
(mm) 平均磨损量
(mm)
主轴颈 0.020 0.010 0.017
连杆轴颈 0.020 0.011 0.016
  试验证明：激光表面处理的曲轴，经600h台架试验，耐磨性能良好， 磨损量为0.02mm，

达到 规定的要求，可满足2×105km大修期标准。

4 计算机控制原理

 本项目选用PC总线工业控制机作控制机，CRT作显示器。因此，可实现更好的用户界面，控制功

能更强。其原理如图2。

1

图2 发动机表面硬化计算机控制原理图

    HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z为了系统的可靠性，强电和弱电

部分通过光电隔离器接合，图中箭头方向表示控制信息的流向，各行程开关并联接到I/O板上，因

此只要有一个方向上检测到位，即可引起机床关光停机。

    编程语言采用C++和80386汇编语言，程序编制采用类比后的直线插补方法，限于篇幅，本文不

作说明。

    必须强调指出，在对发动机缸体等零件进行热处理开光前，必须使工件先进行预转，关光后亦

必须有一段后转，否则，将导致工件局部 

    5结论

    HIR海瑞交叉滚子导轨滑台VRT1075M VRT3180M VR3-300HX42Z发动机是汽车的 ，采用激光

表面硬化处理后的发动机，硬度一般由原来的20HRC提高到55～62HRC，并得到0.2～1mm 的强化深

度，使用寿命提高到原来的3～5倍，热处理成本下降了20%～40%，激光热处理后的工件几乎无变形

。因此，既延长了大修周期，又节省了重复维修的费用，具有良好的社会效益和经济效益，有广泛

的应用前景。