超聲表面滾壓技術(shù)可以顯著的提高材料的表面質(zhì)量,是一種新型表面強化技術(shù),廣泛的應(yīng)用到了航天、船舶和汽車制造等領(lǐng)域。本文首先從超聲滾壓裝置設(shè)計開始,選取了超聲波發(fā)生器和換能器,設(shè)計了變幅桿、滾壓頭和裝置的整體結(jié)構(gòu)。第一,在超聲滾壓工具頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計上,采用了3個小硬質(zhì)合金球支撐1個大硬質(zhì)合金球的結(jié)構(gòu);該結(jié)構(gòu)滾壓頭的滾珠可以自由旋轉(zhuǎn),避免局部磨損嚴重而影響加工質(zhì)量。第二,采用有限元方法對換能器、變幅桿及滾壓頭裝置進行了模態(tài)分析,得出其固有頻率和各階振型,并運用有限元軟件不斷對裝置結(jié)構(gòu)進行調(diào)整,使其達到最佳工作狀態(tài);同時對裝置進行了諧響應(yīng)分析,得出其諧響應(yīng)分析曲線,分析整個裝置的振幅是否滿足工作要求。第三,針對車床和整個滾壓裝置的結(jié)構(gòu)特點,設(shè)計了滾壓裝置在車床上的固定夾具,該夾具以變幅桿上振幅為零處作為夾具的固定連接點,同時在裝置內(nèi)部安裝壓力傳感器,既保證了裝置的正常工作,又可以實現(xiàn)靜壓力的準確測量。其次,在對超聲滾壓過程中動態(tài)沖擊力進行檢測分析基礎(chǔ)上,采用有限元軟件ABAQUS建立了超聲表面滾壓加工的三維有限元模型,對18CrNiMo7-6材料進行了初步的單點沖擊分析,得到了和采用赫茲理論計算... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 滾壓加工的敘述
        1.2.1 滾壓加工技術(shù)的特點
        1.2.2 超聲滾壓加工技術(shù)的特點
        1.2.3 超聲滾壓加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
    1.3 超聲滾壓技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 論文研究的主要內(nèi)容
2 超聲滾壓加工設(shè)備
    2.1 超聲滾壓裝置的工作原理
    2.2 超聲波發(fā)生器
    2.3 超聲波換能器
    2.4 超聲波變幅桿
    2.5 超聲工具頭
        2.5.1 滾珠的選擇
        2.5.2 工具頭結(jié)構(gòu)
    2.6 超聲滾壓裝置的固定夾具和靜壓力測定
    2.7 其它配套設(shè)備
    2.8 裝置的仿真分析
        2.8.1 模態(tài)分析原理
        2.8.2 諧響應(yīng)分析原理
        2.8.3 換能器和變幅桿單元模態(tài)分析
        2.8.4 超聲滾壓裝置整體模態(tài)分析
        2.8.5 超聲滾壓裝置的諧響應(yīng)分析
    2.9 本章小結(jié)
3 超聲滾壓的理論與仿真分析
    3.1 超聲滾壓動力學研究
    3.2 超聲滾壓動態(tài)力檢測
    3.3 動態(tài)力試驗結(jié)果與分析
    3.4 有限元模型的建立
    3.5 仿真模型的驗證
    3.6 超聲滾壓工具頭的沖擊速度
    3.7 仿真結(jié)果分析
        3.7.1 靜壓力對殘余應(yīng)力的影響
        3.7.2 滾壓次數(shù)對殘余應(yīng)力的影響
    3.8 本章小結(jié)
4 超聲滾壓加工的工藝過程及性能測試方法
    4.1 超聲滾壓加工的工藝過程
    4.2 超聲滾壓加工的工藝參數(shù)的選擇
    4.3 試驗材料以及試驗方法
        4.3.1 試驗材料
        4.3.2 試驗方案
        4.3.3 顯微硬度
        4.3.4 表面粗糙度
        4.3.5 殘余應(yīng)力
        4.3.6 金相試樣制備
        4.3.7 超景深顯微鏡觀察
    4.4 本章小結(jié)
5 超聲滾壓加工的工藝試驗
    5.1 工藝參數(shù)對表面粗糙度和表面形貌的影響
        5.1.1 主軸轉(zhuǎn)速、進給量對表面粗糙度的影響
        5.1.2 不同進給量下的表面形貌
        5.1.3 靜壓力對表面粗糙度的影響
        5.1.4 靜壓力對表面形貌的影響
        5.1.5 滾壓次數(shù)對表面粗糙度的影響
        5.1.6 滾壓次數(shù)對表面形貌的影響
        5.1.7 振幅對表面粗糙度的影響
        5.1.8 振幅對表面形貌的影響
    5.2 加工參數(shù)對表面硬度的影響
        5.2.1 主軸轉(zhuǎn)速與進給量對表面硬度的影響
        5.2.2 靜壓力對表面硬度的影響
        5.2.3 滾壓次數(shù)對表面硬度的影響
        5.2.4 振幅對表面硬度的影響
    5.3 超聲滾壓對表層殘余應(yīng)力、顯微硬度和微觀組織的影響
        5.3.1 靜壓力對表層殘余應(yīng)力的影響
        5.3.2 滾壓次數(shù)對表層殘余應(yīng)力的影響
        5.3.3 滾壓次數(shù)對表層顯微硬度的影響
        5.3.4 靜壓力對表層顯微硬度的影響
        5.3.5 滾壓次數(shù)對微觀組織的影響
    5.4 正交試驗
        5.4.1 極差分析
        5.4.2 方差分析
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
在學期間發(fā)表論文及研究成果介紹
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：2955587