目的實現(xiàn)高效率、低表面粗糙度和大殘余壓應力制造。方法利用ANSYS軟件建立12Cr2Ni4A齒輪鋼外圓超聲滾壓有限元模型,分析超聲滾壓加工后,殘余應力場的分布規(guī)律。搭建12Cr2Ni4A齒輪鋼試驗平臺,研究工藝參數(shù)對工件表層殘余應力的影響規(guī)律。同時對有限元模型進行驗證。運用非線性曲線擬合方法,構建超聲滾壓工件表面殘余應力及其表面粗糙度預測模型,基于赫茲接觸理論和壓痕幾何關系,建立外圓超聲滾壓加工效率理論模型。結(jié)果經(jīng)過超聲滾壓加工后,12Cr2Ni4A齒輪鋼表層殘余壓應力顯著提升,且沿滾壓深度方向,呈現(xiàn)先增大后減小趨勢。最大殘余壓應力隨著初始靜壓力的增加,峰值點逐漸從表層向次表層移動,最大殘余壓應力值為-654 MPa,此時硬化層深度約為0.8 mm。經(jīng)優(yōu)化得到最優(yōu)參數(shù)為:F=315 N,v_f=0.32 mm/min,n=269 r/min。結(jié)論 12Cr2Ni4A齒輪鋼表層殘余壓應力隨靜壓力的增大,呈線性增加趨勢,隨主軸轉(zhuǎn)速和進給量的增大略微減小。參數(shù)優(yōu)化后,加工效率得到進一步提升,工件能夠獲得良好的表面狀態(tài)。

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本文編號：3955916