传统滚压工艺是一种表面强化技术,发展到20世纪60年代,该技术已经取得了较为广泛的应用范围。但是在杆端关节轴承表面强化领域应用较少,基本处于技术空白。本文以杆端关节轴承杆体内孔表面和内孔倒角滚压强化为研究对象,根据滚压强化机理,利用弹塑性有限元数值模拟和试验相结合的方法,旨在研究不同滚压条件下,对滚压后金属表面残余应力、表面质量和微观组织的影响。具体工作内容如下:首先,研究了表面滚压强化机理,设计了杆体内孔表面和杆体内孔倒角的滚压强化工艺。设计了工件加工尺寸并分析和计算了滚压力和表面粗糙度的理论公式,确定了滚压工艺参数的取值区间。接着,利用工艺有限元数值仿真,研究了不同滚压工艺参数下工件环内孔表面和内孔倒角滚压加工过程中等效应力和等效应变的分布,分析了不同滚压参数下滚压强化对滚压后金属表面残余应力的影响规律。然后,本文自主研制了基于CA6140的倒角滚压工具,将该工具安装在车床尾座体上,并提供所需推进力,倒角滚压工具的滚柱与工件环倒角之间相对转动完成滚压加工。分别选取5组滚压力和5组滚压速度对工件环内孔倒角进行表面滚压强化试验,通过25组试验结果研究了滚压参数对表面残余应力的影响规律。同时,选取其中6组具有代表性的滚压试验结果,分析推进力和滚压速度对工件环倒角表面微观组织的影响。最后,本文选取了基于CA6140的内孔滚压工具,将该工具安装在车床尾座体上,通过调整滚压过盈量的大小从而提供所需的滚压力,工作过程中通过摇轮控制内孔滚压工具的进给运动,滚柱在进给运动的同时与工件环内孔之间发生相对转动完成滚压加工。分别选取5组滚压过盈量和5组滚压进给速度对工件环内孔表面进行表面滚压强化试验,通过25组试验结果研究了滚压参数对表面粗糙度、表面残余应力和表面硬度的影响规律。