超聲滾壓裝置設計與工藝研究.pdf

1、中圖類分號!Q三ZUDC6217學校代碼!Q三三密級公玨碩士學位論文超聲滾壓裝置設計與工藝研究TheDesignofUltrasonicRollingDeviceandtheStudyofProcessing作者姓學科專研究方學院(系、指導教名：張旭業(yè)：機械工程向：機械制造所)：機電工程學院師：李新和教授論文答辯日期墊!業(yè)主：f答辯委員會主席中南大學2014年5月超聲滾壓裝置設計與工藝研究摘要：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量，需對其進行光整滾壓加工以提高表面質量。滾壓加工使試件表面的凸峰填入凹谷，降低粗糙度值，提高表面質量。但對薄壁筒形件而言，普通滾壓的光整效果不理想，易出現(xiàn)變形失穩(wěn)現(xiàn)象。將超聲加工技術引入到滾壓加工中形成超聲滾壓加工工藝對薄壁件表面質量的提高具有重要意義。本文設計超聲滾壓裝置，進行薄壁旋壓件的超聲滾壓加工實驗，應用有限元軟件建立旋壓滾壓有限元模型。結合實驗結果

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，獲得良好的表面質量和力學性能。本文主要研究成果和結論為：(1)通過新的理論計算方法、數(shù)值仿真設計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。利用實驗檢測說明設計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，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力，能夠抵消旋壓件表面存留的殘余拉應力。測試滾壓件表面粗糙度和硬度值、金相試驗及焊縫檢測，說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、細化表面晶粒、提高焊縫組織性能等優(yōu)點。證明超聲滾壓加工可提高旋壓后薄壁筒形件的表面質量。(3)通過仿真及實驗研究，發(fā)現(xiàn)超聲振幅、滾壓力、進給量、滾壓次數(shù)等工藝參數(shù)對超聲滾壓加工效果的影響規(guī)律，且存在一個最佳值，而滾壓速度對滾壓影響