超聲滾壓裝置設(shè)計與工藝研究.pdf

1、中圖類分號!Q三ZUDC6217學(xué)校代碼!Q三三密級公玨碩士學(xué)位論文超聲滾壓裝置設(shè)計與工藝研究TheDesignofUltrasonicRollingDeviceandtheStudyofProcessing作者姓學(xué)科專研究方學(xué)院(系、指導(dǎo)教名：張旭業(yè)：機械工程向：機械制造所)：機電工程學(xué)院師：李新和教授論文答辯日期墊!業(yè)主：f答辯委員會主席中南大學(xué)2014年5月超聲滾壓裝置設(shè)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(zhì)量，需對其進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薄壁件表面質(zhì)量的提高具有重要意義。本文設(shè)計超聲滾壓裝置，進行薄壁旋壓件的超聲滾壓加工實驗，應(yīng)用有限元軟件建立旋壓滾壓有限元模型。結(jié)合實驗結(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)通過新的理論計算方法、數(shù)值仿真設(shè)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(shè)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(yīng)力，能夠抵消旋壓件表面存留的殘余拉應(yīng)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(zhì)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