【摘要】：超聲振動擠壓強(qiáng)化技術(shù)作為一種新型的表面強(qiáng)化技術(shù),已經(jīng)得到國內(nèi)外專家和學(xué)者的關(guān)注和重視。超聲振動擠壓強(qiáng)化技術(shù)利用超聲加工的原理,在普通擠壓加工的基礎(chǔ)上,加入超聲振動,使擠壓工具產(chǎn)生高頻振動,在擠壓力的作用下,擠壓工具與旋轉(zhuǎn)的零件表面產(chǎn)生相互接觸擠壓,從而使零件表面的材料產(chǎn)生一定的冷作硬化,降低零件的表面粗糙度,提高零件的表面硬度,使零件的使用壽命得到了提高。本文以常用的45號鋼為試樣材料,通過正交試驗(yàn)法則設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,利用壓電陶瓷換能器、自主設(shè)計(jì)的擠壓工具頭與變幅桿、以及數(shù)控機(jī)床組建超聲振動擠壓系統(tǒng),進(jìn)行超聲振動擠壓強(qiáng)化加工實(shí)驗(yàn)研究;對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究,得出機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、擠壓力、擠壓工具頭的振幅和擠壓次數(shù)等工藝參數(shù)對超聲擠壓強(qiáng)化的表面粗糙度和硬度的影響規(guī)律;對加工零件表面的金相組織進(jìn)行觀察和分析,得出超聲振動擠壓強(qiáng)化的內(nèi)在機(jī)理;利用支持向量機(jī)理論,建立超聲擠壓強(qiáng)化表面性能的非線性模型,找出超聲振動擠壓參數(shù)的影響規(guī)律,得出最佳參數(shù)。通過超聲振動擠壓實(shí)驗(yàn)研究,45號鋼零件表面材料發(fā)生塑性變形,其金相組織發(fā)生變化,晶粒被拉長,發(fā)生細(xì)化現(xiàn)象,晶粒間的間隙變小;零件的表面粗糙度得到大幅度的減小,表面光澤度變好,表面的硬度也得到了一定的提高。根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)的極差分析,在超聲振動擠壓強(qiáng)化加工中,施加至工件的擠壓力對強(qiáng)化工藝的影響最大,擠壓工具的進(jìn)給速度和超聲強(qiáng)化的次數(shù)的影響也是比較大的,而機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速以及擠壓工具的振幅對超聲振動擠壓工藝的影響相對較小。根據(jù)超聲擠壓強(qiáng)化表面性能的非線性模型,基于支持向量機(jī)的理論,得出零件表面粗糙度隨著擠壓力的增大而減小,隨著進(jìn)給速度的不斷增加而增大。零件表面的硬度會因?yàn)閿D壓力的增大而增大,但是卻會隨著擠壓次數(shù)的增多出現(xiàn)先增大后不變的趨勢。超聲振動擠壓強(qiáng)化加工技術(shù)可以有效的降低軸類零件表面粗糙度,提高表面硬度,但是不同的工藝參數(shù)對超聲擠壓加工的效果有不同的影響,在進(jìn)行超聲振動擠壓強(qiáng)化時(shí),要根據(jù)不同的材料和要求,選擇合適的工藝參數(shù),提高零件表面的機(jī)械性能,延長其使用壽命。
【圖文】：

第一章 緒 論使用的低頻率的電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l率的電信號，一般為兩萬赫號接入超聲換能器當(dāng)中，通過換能器將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的振變幅桿將低振幅的振動放大為高振幅的振動運(yùn)動，最后通過超聲上，對工件進(jìn)行加工[8]。聲技術(shù)的不斷進(jìn)步，超聲加工技術(shù)廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，主要、超聲破碎等，除了在工程加工領(lǐng)域，超聲加工還被應(yīng)用到帶來了巨大的貢獻(xiàn)[9]。動擠壓強(qiáng)化加工作為超聲加工的一種典型代表，，充分利用了超聲擠壓加工，利用高頻振動的工具頭對零件表面進(jìn)行高頻擠壓，在同作用下，工件表面發(fā)生塑性變形，波峰被壓平，波谷由于材料變得平整，并且產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，抑制裂紋的產(chǎn)生生和發(fā)展。圖 1.1 為經(jīng)過超聲振動擠壓加工后的零件，表面變得非常光

圖 3.5 變幅桿模型的網(wǎng)格圖圖 3.6 變幅桿自由狀態(tài)下各階固有頻率分結(jié)束后，在自由狀態(tài)下對該變幅桿模型進(jìn)行 20 階模態(tài)分析，頻率，如圖 3.6 所示；在各階固有頻率中選取一階與設(shè)計(jì)頻率最們設(shè)計(jì)的頻率 20000Hz，在圖 3.6 中可以得出變幅桿 12 階固有頻z；在 12 階狀態(tài)下對變幅桿模型進(jìn)行位移分布和位移矢量的求解，
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG663;TG376

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2579422