高速冷滾打冷作硬化對(duì)成形質(zhì)量影響機(jī)理研究.pdf

1、高速冷滾打成形技術(shù)作為一種高效、綠色、成形精度高的塑性成形技術(shù)，已成為部分關(guān)鍵零件的主要加工方法之一，廣泛應(yīng)用于汽車、航空、機(jī)床等行業(yè)。高速冷滾打成形是一個(gè)牽涉到多學(xué)科的復(fù)雜成形過程，多因素的影響使得高速冷滾打的研究比較困難。目前對(duì)高速冷滾打的研究主要集中在運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和滾打輪的設(shè)計(jì)方面，很少涉及到成形制件的表面質(zhì)量，制件的表面質(zhì)量中的加工硬化對(duì)其強(qiáng)度、抗沖擊性等使用性能有很大影響。本文采用理論研究、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對(duì)

2、高速冷滾打成形的加工硬化產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行研究，以控制表面硬化程度、提高制件的使用性能，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　研究流動(dòng)應(yīng)力與位錯(cuò)密度、位錯(cuò)密度與加工硬化指標(biāo)的關(guān)系，得到加工硬化程度與流動(dòng)應(yīng)力息息相關(guān)；分析冷滾打熱力耦合成形機(jī)理，得到加工硬化產(chǎn)生過程受到熱力雙重作用，闡明加工硬化的熱力耦合機(jī)理。
　　建立基于熱力耦合作用的高速冷滾打有限元模型；基于不同接觸狀態(tài)研究高速冷滾打成形過程中金屬流動(dòng)規(guī)律，為后續(xù)深入研究奠定基礎(chǔ)；分析冷滾打

3、一次擊打成形整體運(yùn)動(dòng)過程(包括空轉(zhuǎn)階段、打入階段、打出階段)，計(jì)算找到打入最深時(shí)刻、滾打輪脫離工件時(shí)刻滾打輪相對(duì)于初始位置轉(zhuǎn)角，為后續(xù)分析提供理論基礎(chǔ)。
　　分析擊打力和成形熱單獨(dú)作用對(duì)加工硬化的影響結(jié)果，得到擊打力對(duì)加工硬化的強(qiáng)化作用、成形熱對(duì)加工硬化的弱化作用；研究滾打輪轉(zhuǎn)速、滾打輪形狀、摩擦系數(shù)、不同滾打道次對(duì)冷滾打成形過程中等效應(yīng)力場(chǎng)、齒形上硬度分布、分度圓的表面層硬度變化、齒形形狀的影響規(guī)律；得到成形過程中擊打力和成形熱

4、對(duì)加工硬化的影響非常明顯，需要采取適當(dāng)潤(rùn)滑措施，改善成形條件，減少成形過程產(chǎn)生的熱量，以控制加工硬化程度；冷滾打參數(shù)對(duì)加工硬化程度均有一定影響，存在一組最佳成形參數(shù)，使得制件的加工硬化程度處在合理范圍內(nèi)，既能提高制件的成形質(zhì)量和使用性能，又能延長(zhǎng)滾打輪的使用壽命。
　　進(jìn)行加工硬化相關(guān)試驗(yàn)，研究冷滾打成形制件齒頂、分度圓、齒根處的加工硬化程度，得到齒根處硬化層深度最大，分度圓處顯微硬度最大，齒頂處的硬化程度最??；對(duì)比分析了滾打輪轉(zhuǎn)