超聲滾壓裝置設(shè)計(jì)與工藝研究.pdf

1、中圖類分號(hào)!Q三ZUDC6217學(xué)校代碼!Q三三密級(jí)公玨碩士學(xué)位論文超聲滾壓裝置設(shè)計(jì)與工藝研究TheDesignofUltrasonicRollingDeviceandtheStudyofProcessing作者姓學(xué)科專研究方學(xué)院(系、指導(dǎo)教名：張旭業(yè)：機(jī)械工程向：機(jī)械制造所)：機(jī)電工程學(xué)院師：李新和教授論文答辯日期墊!業(yè)主：f答辯委員會(huì)主席中南大學(xué)2014年5月超聲滾壓裝置設(shè)計(jì)與工藝研究摘要：旋壓加工是一種使毛坯連續(xù)局部塑性累積的成形

2、方法，加工后的薄壁件表面易留下螺旋狀的旋壓紋，形成微觀缺陷，影響旋壓件的表面質(zhì)量，需對(duì)其進(jìn)行光整滾壓加工以提高表面質(zhì)量。滾壓加工使試件表面的凸峰填入凹谷，降低粗糙度值，提高表面質(zhì)量。但對(duì)薄壁筒形件而言，普通滾壓的光整效果不理想，易出現(xiàn)變形失穩(wěn)現(xiàn)象。將超聲加工技術(shù)引入到滾壓加工中形成超聲滾壓加工工藝對(duì)薄壁件表面質(zhì)量的提高具有重要意義。本文設(shè)計(jì)超聲滾壓裝置，進(jìn)行薄壁旋壓件的超聲滾壓加工實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用有限元軟件建立旋壓滾壓有限元模型。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、與仿真分析，證明了超聲滾壓加工的可行性，發(fā)現(xiàn)超聲滾壓具有光整和強(qiáng)化加工雙重作用，可降低旋壓件表面粗糙度，提高表面硬度，獲得良好的表面質(zhì)量和力學(xué)性能。本文主要研究成果和結(jié)論為：(1)通過(guò)新的理論計(jì)算方法、數(shù)值仿真設(shè)計(jì)超聲滾壓裝置中的變幅器，發(fā)現(xiàn)滾輪最佳工作型面為大圓角圓柱形滾輪，獲得滾輪參數(shù)影響滾壓光整效果的規(guī)律。利用實(shí)驗(yàn)檢測(cè)說(shuō)明設(shè)計(jì)的超聲滾壓裝置滿足諧振性能要求，可用于超聲滾壓加工。(2)研究發(fā)現(xiàn)，超聲滾壓的合適施振方式為軸向振動(dòng)，其光

4、整效果優(yōu)于常規(guī)滾壓加工，并可降低滾壓載荷，且表面形成一定殘余壓應(yīng)力，能夠抵消旋壓件表面存留的殘余拉應(yīng)力。測(cè)試滾壓件表面粗糙度和硬度值、金相試驗(yàn)及焊縫檢測(cè)，說(shuō)明超聲滾壓加工降低旋壓件的表面粗糙度值，增加表面硬度、細(xì)化表面晶粒、提高焊縫組織性能等優(yōu)點(diǎn)。證明超聲滾壓加工可提高旋壓后薄壁筒形件的表面質(zhì)量。(3)通過(guò)仿真及實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)超聲振幅、滾壓力、進(jìn)給量、滾壓次數(shù)等工藝參數(shù)對(duì)超聲滾壓加工效果的影響規(guī)律，且存在一個(gè)最佳值，而滾壓速度對(duì)滾壓影響