超聲納米化精滾壓裝置的設計及研究.pdf

1、隨著材料科學的不斷進步，輕量化的產品得到了廣大人們的青睞，以鋁代鋼的產品也隨之涌現。由于鋁合金材料的物理特性，提高其表面精度一直是機加工的難題。本文主要以鋁合金薄壁套筒的精加工方法進行分析說明。鋁合金材料的磨削加工容易使砂輪堵塞，加工終止；用超聲車削工藝對其進行精加工，零件的表面精度有所提高，但是其切削加工時遺留的加工紋理仍得不到消除，零件表面材料的致密性及精度保持性都有所降低，從而零件的耐磨性及耐腐蝕性將減弱。對于鋁合金零件精密加工面

2、臨的這些問題，超聲振動滾壓裝置以其能光整表面、預置殘余壓應力等優(yōu)勢得到了廣泛的應用，且這種裝置可以安裝在普通機床上，減少了零件的安裝時間及企業(yè)購買專用機床的成本，對提高企業(yè)的經濟效率有很大的意義。
　　本課題來源于江西省科技支撐項目“超聲納米化精滾壓工具機電系統(tǒng)研發(fā)”。通過查閱相關的參考文獻，了解了超聲振動滾壓工藝對于提高零件的表面精度、表面硬度、耐磨性、耐腐蝕性有一定的優(yōu)勢。本文針對鋁合金套筒的外圓表面的超聲納米化精滾壓裝置的機

3、械部分進行設計及研究，主要包括對換能器、變幅桿的理論設計，滾子的選用及滾壓頭與變幅桿的連接方式進行了一定的研究；利用有限元分析軟件對理論設計好的換能器、變幅桿進行了模態(tài)分析，得出了其固有頻率及振動振型；在安全的電壓激勵條件下，對換能器及變幅桿連接件進行諧響應分析，得出其諧響應分析曲線；最后，對滾壓頭與鋁合金的零件之間的接觸問題進行了初步分析。通過仿真分析可知，超聲納米化精滾壓工藝可以較易實現光整和強化零件表面的效果。
　　本文主要

4、研究的內容如下：
　?。?）廣泛查閱國內外有關滾壓加工、超聲切削加工以及超聲滾壓加工等技術研究方面的資料。
　?。?）對超聲滾壓機理進行研究，針對鋁合金套筒的超聲外圓滾壓加工軌跡及徑向速度模型進行了一定的分析。
　?。?）根據已有的參考文獻，對超聲納米化精滾壓裝置的機械部分進行了理論設計，著重對換能器、變幅桿以及滾壓頭進行設計。
　?。?）對已設計的機械部分進行一定的有限元分析，主要是換能器、變幅桿以及整個滾壓裝