為獲得適用于不同工況的冷滾打花鍵表面粗糙度加工參數(shù)域,基于冷滾打花鍵成形原理,開展冷滾打花鍵表面粗糙度試驗,利用試驗結(jié)果構(gòu)建冷滾打花鍵表面粗糙度響應(yīng)曲面預(yù)測模型,采用方差分析法、試驗樣本測試及試驗值與預(yù)測值對比分析,驗證了預(yù)測模型切實可行,分析滾打輪轉(zhuǎn)速、工件進(jìn)給量與表面粗糙度的變化規(guī)律,基于表面粗糙度精度等級對照表確定了冷滾打花鍵表面粗糙度的加工參數(shù)域。研究結(jié)果表明:滾打輪轉(zhuǎn)速976 r/min～2 936 r/min、工件進(jìn)給量7 mm/min～56 mm/min范圍內(nèi),隨著滾打輪轉(zhuǎn)速、工件進(jìn)給量的逐漸增加,表面粗糙度呈現(xiàn)出先減小后增大的變化趨勢;從每個精度等級對應(yīng)的加工參數(shù)域中隨機(jī)抽取五組加工參數(shù)進(jìn)行試驗,得到表面粗糙度試驗值與預(yù)測值最大相對誤差為2.75%,從而表明確定的冷滾打花鍵表面粗糙度加工參數(shù)域準(zhǔn)確可靠。研究成果為控制冷滾打花鍵表面粗糙度具有重要的應(yīng)用價值和一定的理論指導(dǎo)意義。 

【文章來源】：機(jī)械強(qiáng)度. 2020,42(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

花鍵試樣

由公式(2)結(jié)合表4冷滾打花鍵試驗結(jié)果，得到如圖2所示冷滾打花鍵表面粗糙度試驗值與回歸值對比。由圖2看出，試驗值與回歸值有相似的變化趨勢，并且試驗值與回歸值的最大相對誤差為6.78%，表明構(gòu)建的冷滾打花鍵表面粗糙度響應(yīng)曲面預(yù)測模型具有準(zhǔn)確性和可行性。

由表3可知，僅描述了滾打輪轉(zhuǎn)速在1 428 r/min～2 258 r/min范圍內(nèi)，滾打輪轉(zhuǎn)速對表面粗糙度的影響規(guī)律，沒有完整的顯示出表面粗糙度與滾打輪轉(zhuǎn)速之間的變化關(guān)系。為能夠完整的表示滾打輪轉(zhuǎn)速對表面粗糙度的影響規(guī)律，于是將滾打輪轉(zhuǎn)速擴(kuò)大為976 r/min～2 936 r/min。保持工件進(jìn)給量不變，將擴(kuò)大后的滾打輪轉(zhuǎn)速代入到公式(2)中，得到滾打輪轉(zhuǎn)速與表面粗糙度的變化規(guī)律，如圖3所示。由圖3看出，隨著滾打輪轉(zhuǎn)速的增加表面粗糙度先逐漸減小，然后呈現(xiàn)增大趨勢。工件的轉(zhuǎn)速受到滾打輪轉(zhuǎn)速的影響，隨著滾打輪轉(zhuǎn)速的變化而變化。滾打輪轉(zhuǎn)速小，滾打輪與工件的接觸次數(shù)較少，間隔的時間較長，使花鍵產(chǎn)生不均勻的變形，引起工件表面微觀形貌波峰高度和波峰與波峰之間的距離不均勻，所以滾打輪轉(zhuǎn)速較小時，表面粗糙度較大;隨著滾打輪轉(zhuǎn)速的增加，滾打輪轉(zhuǎn)動一圈與工件的接觸次數(shù)增加，滾打輪與工件頻繁的接觸會產(chǎn)生溫度，由于滾打輪與工件接觸比較頻繁，產(chǎn)生的溫度不能及時的散出，增加了工件的塑性變形速度，加快了金屬流動速率，減小了金屬塑性堆積現(xiàn)象，使得工件表面微觀形貌變化比較均勻，從而表面粗糙度較小;隨著滾打輪轉(zhuǎn)速的增加，當(dāng)滾打輪轉(zhuǎn)速增加到一定值時，滾打輪在滾打工件成形過程中會產(chǎn)生較高的溫度，較高的溫度會使?jié)L打輪發(fā)生磨損，增大了滾打輪滾打過程中的摩擦因數(shù)，使成形花鍵表面產(chǎn)生鱗紋缺陷[19-20]，影響了花鍵表面微觀形貌，所以表面粗糙度會變大。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]冷滾打成形件表面鱗紋主要影響因素的仿真研究[J]. 梁小明,李言,楊明順,袁啟龍,吳學(xué)亮,封靜敏,李龍.  機(jī)械強(qiáng)度. 2017(03)
[2]摩擦因數(shù)對冷滾打成形件表面鱗紋的影響研究[J]. 封靜敏,李言,楊明順,梁小明.  機(jī)械強(qiáng)度. 2017(02)
[3]花鍵冷滾打成形表層加工硬化研究[J]. 崔鳳奎,凌遠(yuǎn)非,薛進(jìn)學(xué),李玉璽,李言,解克各.  兵工學(xué)報. 2017(02)
[4]分體夾裝式冷滾打主軸設(shè)計及可靠性分析[J]. 李龍,李言,姚遠(yuǎn),楊明順,袁啟龍,董皓.  中國機(jī)械工程. 2016(18)
[5]40Cr高速冷滾打成形過程模擬分析[J]. 李玉璽,李言,楊明順,何望云,崔鳳奎.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2016(04)
[6]滾珠絲杠冷滾打的齒形理論誤差研究[J]. 李玉璽,李言,楊明順,崔鳳奎,何選景.  兵工學(xué)報. 2015(08)
[7]連續(xù)分度冷滾打機(jī)床滾打頭結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J]. 馬群,李言,楊明順,袁啟龍,李玉璽.  兵工學(xué)報. 2015(08)
[8]塊體材料冷滾打成形變形力研究[J]. 袁啟龍,李言,楊明順,李玉璽.  中國機(jī)械工程. 2014(02)
[9]高速冷滾打成形技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 崔鳳奎,朱文娟,王曉強(qiáng),張豐收.  河南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(02)
[10]高速冷滾打過程變形力解析方法及其修正[J]. 張璐,楊明順,李言,袁啟龍.  塑性工程學(xué)報. 2011(05)

博士論文
[1]高速精密冷滾打成形技術(shù)研究[D]. 崔鳳奎.西安理工大學(xué) 2007



本文編號：3489262