第 1 章 绪论
1.1 研究背景及意义
中国农业起源于新石器时单，最早发生在黄河、长江流域，以精耕细作为主。随着科学技术进步及提高，农业逐步向机械化、精确化方向发展，出现很多先进的农业机械发明，如耕作机械、种植机械、保护机械、排灌机械、收获机械等。但是，由于旧中国较为贫穷，农村经济发展的相对落后，造成了很成长一段时间农业发展方面的止步。随着新中国的成立，农村经济稳步发展，特别是 1982 年 11 月，全国实行承包制后，农村经济新的格局全面建立。在国家惠农政策的强力引导下，通过土地流转，实现土地规模化、集约化、机械化经营，提高土地产出效益及农村劳动生产率，带动农民收入升高，解决农村劳动力缺乏问题，进而推动农业现单化的快速发展[1]。农业机械化水平直接影响农业生产效率，是现单农业建设的关键一环。农业机械化的效用是在“农业装备”的作用下，由其效果“农业机械化水平”表现出来的。农业装备体现农业生产中资本对劳动的替单。资本对劳动的替单程度越高，农业装备水平越高，农业生产率越高[2]。对比国内外农机使用情况，我国农业机械行业总体发展向好，但我国农机行业结构分布不均衡，各个领域农业机械化作业水平也参差不齐、差异较大.小麦、玉米、水稻是我国三大主要粮食作物。其中小麦耕种收综合机械化水平最高，2013 年已达到 93.71%；其次为玉米，2013 年耕种收综合机械化水平为79.76%；水稻耕种收综合机械化水平最低，为 73.14%[3-4]。拖拉机作为农业耕种的总要机械设备，中国一拖集团作为国家“一五”时期 156个重点建设项目之一，在拖拉机生产制造方面，经多年的研究与发展，与国际先进拖拉机相比，在动力输出、变速箱、液压输出等方面有了很大的进步。
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1.2 拖拉机驾驶室生产工艺现状
随着由于国家对农村发展的越来越重视，在大力提高农村经济水平，为缩小城乡差距，中央持续加大对粮食生产的扶持力度，大力提高农村经济，促使广大农民收入的快速增长，使其购买拖拉机有了良好的经济基础。农民也更愿意新购或更新机，提高拖拉机的舒适性能，特别是对驾驶室型拖拉机有了更高的认识，越来越倾向于购买使用性能高、舒适性好、维修保养方便、经济可靠、造型美观的产品，推动驾驶室覆盖件产品技术升级。以一拖公司大轮拖为例，驾驶室产量及占比基本维持在逐年增长的趋势。一拖公司驾驶室框架构成使用大量的型材管件作为主要材料，特别是前立柱使用截面“8”形状的异形钢管，提高驾驶室框架的安全性能，满足 OECD 安全要求；同时前窗、左右门等采用大面玻璃，提高视野能力[14-16]。驾驶室的主要生产工艺流程为：管材下料→酸洗→弯管钻孔→焊接组焊→涂装电泳→涂装面漆→内饰装配→淋雨试验→发出；电泳工序分为前处理和电泳，其过程参照汽车生产工艺过程进行，其前处理工序分为预脱脂→脱脂→水洗 1→水洗 2→表调→磷化→水洗 3→水洗 4→吹干，电泳过程分为电泳→UF1→UF2→电泳后吹水→电泳烘干工序[17-18]。因国内对型材加工控制和质量标准要求不高，型材表面存在部分锈蚀情况，目前采用酸洗工艺进行除锈。整个酸洗工艺存在巨大危害，对健康的危害如下：接触其蒸汽或烟雾，引起眼结膜炎，鼻及口腔粘膜有损坏、气管炎，慢性支气管炎等病变；刺激皮肤进而引发皮炎。误食酸盐中毒，能引起消化道灼伤和溃疡，严重的有可能导致胃穿孔、腹膜炎等[19]。酸洗废水酸性较小，回收利用费用较高，如果不加治理直接排放，会造成重大污染。废水中包含大量的有害因子，且具有一定的腐蚀性，容易对环境产生一定的危害，会腐蚀灌渠和建筑物；排入水体，会改变水体的酸碱度，废液中的含磷量会使水体出现大量藻类植物，让河流生出蓝藻，干扰并影响水生植物的生长和渔业生产；排入农田，会改变土壤的性质，使土壤酸化或盐碱化，严重危害农作物的生长；酸碱原料的流失也是一种浪费。所以酸洗磷化废水应尽量回收处理，使废水达到排放标准才能排放[20]。
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第 2 章 拖拉机驾驶室型材表面清理实现的设计
2.1 表面粗糙度的概念及计算方法
目前行业多采用抛丸工艺进行除锈处理，这样表面的平整光滑性就会降低，表面存在一定的粗糙度。表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度[26]。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小，它属于微观几何形状误差，又称微观不平度。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。零件表面的粗糙度对各类配合均有较大的影响。对于间隙配合，两个表面粗糙的零件在相对运动时会迅速磨损，造成间隙增大，影响配合性质；对于过盈配合，在装配时表面上微观凸峰极易被挤平，产生塑性变形，使装配后的实际有效过盈减小，降低联接强度；对于过渡配合，因多用压力及锤敲装配，表面粗糙度也会使配合变松。承受交变载荷作用的零件的失效多数是由于表面产生疲劳裂纹造成的。疲劳裂纹主要是由于表面微观峰谷的波谷所造成的应力集中引起的。零件表面越粗糙，波谷越深，应力集中就越严重。因此，表面粗糙度影响零件的抗疲劳强度。
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2.2 型材抛丸钢丸粒度对粗糙度的影响
抛丸是利用高速旋转的叶轮把小钢丸或者小铁丸抛掷出去高速撞击零件表面，除去零件表面的氧化层，抛射机结构如图 2.6 所示。属于一种机械方面的表面处理工艺的名称，分为抛丸清理和抛丸强化，抛丸清理顾名思义是为了去除表面氧化皮等杂质提高外观质量，同时使零件外表面粗糙度发生变化（Ra、Rz）。抛丸工艺过程中，表面除锈效果受抛丸参数影响，表面粗糙度、清洁度都会受到不同程度的影响[36-40]。在普通抛丸过程中，有抛丸时间、抛射速度、抛射量、弹丸规格等参数影响，其中抛射时间、速度、量都可以通过参数调整保障质量。钢丸种类及大小。抛丸工艺中所需的磨料就是抛射用的弹丸，根据零件材质、表面要求等不同选择不同的弹丸。控制好抛丸时间对抛丸机来说是非常重要的，时间过长或过短都有很大的弊端。一般来说，抛丸处理的时间越长,工件表面的粗糙度越大，但这并不意味着，抛丸机的抛丸时间可以无限制地延长，如果抛丸时间过长，不仅造成能源和瓦粒的大量浪费，从而增加成本，而且还会造成工件表面的粗糙度变大, 但到达某一特定值后，就不会再增加，如图 2.12 抛丸时间与表面粗糙度的关系所示 ；若抛丸处理时间过短,又会造成工件处理的不干净,影响涂层质量。因此，我们一定要合理控制工件的抛丸处理时间。
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第 3 章 拖拉机驾驶室电泳漆漆膜厚度测量研究............25
3.1 电泳漆工艺流程 .....25
3.2 电泳漆膜厚度测量 ............28
3.3 抛丸件电泳漆膜的耐盐雾性测量...........30
3.4 本章小结 .............31
第 4 章 拖拉机驾驶室电泳漆盐雾试验统计.........33
4.1 弹丸丸粒大小验证 ..........33
4.1.1 薄板抛丸除锈与变形验证....34
4.1.2 试板、试管试验 ........35
4.1.3 抛丸粗糙度验证 .......36
4.2 抛射时间和抛头频率试验..........38
4.2.1 粗糙度值 6μm 以下的参数验证......38
4.3 电泳漆膜厚度与盐雾实验..........39
4.4 抛丸除锈对电泳设备投资运行成本的影响 ....41
4.5 本章小结 ....42
第 5 章 结论与展望 ....43
5.1 主要结论 ....43
5.2 展望 ............43
第 4 章 拖拉机驾驶室电泳漆盐雾试验统计
本研究第 2 章、第 3 章对拖拉机驾驶室表面粗糙度和电泳过程对盐雾性能影响情况进行推论。本章通过试验数据统计，对推论结果进行验证和优化，在保障驾驶室型材耐盐雾指标不变的前提下，确定抛丸工艺参数和电泳参数条件，达到抛丸工艺取缔酸洗工艺的目的。
4.1 弹丸丸粒大小验证
表面处理能够给工件提供合适的表面粗糙度，增强基材与涂层的附着力、配套性和相容性，提升涂层的防护性。其对涂装质量的影响较大，约占涂装影响因素的50%（表 4.1 表面处理对涂装质量的影响程度）。抛丸（喷砂）是将直径约在 0.2～3.0 的弹丸(有铸钢丸、钢丝切丸、不锈钢丸等不同类型)抛向工件的表面进行除锈的，与酸洗除锈比，抛丸（喷砂）处理是清理锈蚀金属底材最彻底、最通用、最高效的方法，通过调整抛丸的参数可以达到不同粗糙度的工件，还可改变工件的焊接拉应力为压应力，去除焊烟，提高工件的使用寿命和附着力。酸洗除锈虽然清理锈蚀很干净，但其表面过于光滑不利于涂层附着。如图 4.1 是驾驶室骨架示意图，驾驶室框架由型材矩形管组成，地板为 4mm 钢板，左右挡泥板为 3mm 钢板，在整改抛丸验证过程中，以除锈为目的，在保障零件不发生大的形变，进行钢丸大小验证。
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结论
拖拉机工作范围比较广，有用于农耕作业，有用于短途运输，涉及环境有山地、平原、水田等，工作条件比较差，工况比较复杂，在使用和存放过程中，拖拉机基本都在外漏环境中，无独立车库、车棚等，经过太阳暴晒，雨淋锈蚀等，市场对驾驶室舒适性以及油漆耐腐蚀、耐盐雾等方面有着更高的要求。本文以驾驶室型材零件的除锈处理、电泳过程作为研究对象，对驾驶室构成的型材除锈处理进行分析研究，对粗糙度加工实现工艺进行试验验证，对油漆电泳参数和抛丸粗糙度之间的匹配性进行试验论证，通过常规试验方法进行数据统计、分析和总结，确定驾驶室型材除锈工艺方法和不同粗糙度下电泳盐雾性能。主要研究成果可归纳如下：
（1）结合驾驶室零件基本构成，确定零件使用抛丸工艺除锈；对零件表面的清洁度、粗糙度的实现方法和原理进行研究，确定驾驶室型材表面的清洁度指标 Sa2.5，粗糙度 Ra6μm；对拖拉机驾驶室型材采用整体抛丸还是散件抛丸进行工艺研究，确定驾驶室型材除锈采用整体抛丸方式；
（2）对粗糙度的设计核定和测量分析，经过大量实验论证驾驶室型材表面粗糙度的具体要求，确定抛丸机生产实现的弹丸大小为Φ0.6mm、抛射速度、抛射时间150 秒、抛射量等抛丸参数，实验结果符合先期推论；
（3）针对不同粗糙度条件下，对拖拉机驾驶室型材耐盐雾性能的检测方法和评判指标进行分析，对电泳工艺参数进行相应优化，提出拖拉机驾驶室电泳实施条件，确定驾驶室电泳膜厚测量值为 30-40μm。制定出驾驶室工厂建设电泳来料表面处理工艺和驾驶室涂装电泳工艺参数。
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参考文献（略）