超声滚挤压轴承套圈表面完整性研究
发布时间：2021-01-06 18:55
超声滚挤压加工是在原有滚压加工的基础上引入超声技术的一种新兴加工方法,在改善零件表面质量和提高表层性能方面得到了广泛的应用。备受关注的超声滚挤压技术正在逐步应用于轴承套圈表面强化方面,使之成为轴承制造业领域值得探讨的热点之一。超声滚挤压轴承套圈表面完整性不仅对轴承的接触刚度、疲劳强度、使用寿命有着直接的影响,而且对轴承的耐磨性、可靠性等也有同等程度的影响。因而,探究超声滚挤压轴承套圈表面完整性对提高轴承表面质量、力学性能等方面有着重要的理论指导意义和工程应用价值。轴承套圈表面完整性的评价指标较多,而本文主要选用表面粗糙度、残余应力和加工硬化程度来衡量轴承套圈的表面完整性。为了研究加工参数与轴承套圈表面粗糙度和残余应力的关联性,借助ABAQUS有限元软件建立超声滚挤压仿真模型,提取并求解不同加工参数条件下表面粗糙度和残余应力值,绘制加工参数与其对应图谱,分析了不同加工参数对其影响规律。基于超声滚挤压试验,获取不同加工参数下轴承套圈表面粗糙度、残余应力和显微硬度试验数据,将试验研究结果与仿真分析结果进行比较验证。根据超声滚挤压正交试验,采用响应曲面法建立轴承套圈表面粗糙度、残余应力和加工硬...
【文章来源】：河南科技大学河南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 超声辅助加工技术国内外研究现状
1.3 表面强化技术国内外研究现状
1.4 零件表面完整性国内外研究现状
1.4.1 表面粗糙度国内外研究现状
1.4.2 残余应力国内外研究现状
1.4.3 加工硬化国内外研究现状
1.5 课题主要研究内容
第2章 超声滚挤压轴承套圈表面完整性仿真与试验方案
2.1 超声滚挤压强化过程有限元仿真
2.1.1 仿真流程
2.1.2 模型建立
2.1.3 材料模型
2.1.4 网格划分
2.1.5 表面粗糙度的计算方法
2.2 超声滚挤压轴承套圈强化试验
2.2.1 试验材料
2.2.2 试验设备
2.2.3 工艺参数的设置
2.2.4 试验过程
2.3 超声滚挤压轴承套圈表面完整性测量
2.3.1 表面粗糙度测量设备与过程
2.3.2 残余应力和显微硬度测量设备
2.3.3 残余应力和显微硬度测量原理
2.3.4 残余应力和显微硬度测量过程
2.4 超声滚挤压轴承套圈表面完整性正交试验设计
2.5 本章小结
第3章 加工参数对超声滚挤压轴承套圈表面完整性的影响
3.1 加工参数对超声滚挤压轴承套圈表面粗糙度的影响
3.1.1 转速对轴承套圈表面粗糙度的影响
3.1.2 进给速度对轴承套圈表面粗糙度的影响
3.1.3 振幅对轴承套圈表面粗糙度的影响
3.1.4 静压力对轴承套圈表面粗糙度的影响
3.2 加工参数对超声滚挤压轴承套圈表层残余应力的影响
3.2.1 转速对残余应力的影响
3.2.2 进给速度对残余应力的影响
3.2.3 静压力对残余应力的影响
3.2.4 振幅对残余应力的影响
3.3 加工参数对超声滚挤压轴承套圈表面层显微硬度的影响
3.3.1 转速对显微硬度的影响
3.3.2 进给速度对显微硬度的影响
3.3.3 静压力对显微硬度的影响
3.3.4 振幅对显微硬度的影响
3.4 本章小结
第4章 超声滚挤压轴承套圈表面完整性模型建立
4.1 超声滚挤压轴承套圈表面完整性模型建立
4.1.1 曲面响应理论模型建立
4.1.2 表面完整性模型建立
4.2 超声滚挤压轴承套圈表面完整性模型分析
4.2.1 表面粗糙度模型分析
4.2.2 残余应力模型分析
4.2.3 加工硬化程度模型分析
4.3 超声滚挤压轴承套圈表面完整性各评价指标显著性分析
4.4 本章小结
第5章 超声滚挤压轴承套圈表面完整性综合分析与优化
5.1 田口方法和过程能力指数简介
5.1.1 田口方法简介
5.1.2 过程能力指数的应用
5.2 轴承套圈表面完整性评价指标权重确立
5.3 超声滚挤压轴承套圈表面完整性显著性分析
5.4 表面完整性优化模型建立
5.4.1 改进田口过程能力指数模型的建立
5.4.2 超声滚挤压轴承套圈表面完整性优化模型建立
5.4.3 超声滚挤压轴承套圈表面完整性优化模型求解
5.5 超声滚挤压轴承套圈表面完整性综合优化
5.6 本章小结
第6章 结论
6.1 研究结论
6.2 研究展望
参考文献
附录I 超声滚挤压轴承套圈正交试验结果
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]齿条冷滚打成形加工硬化行为研究[J]. 王雪峰,杨明顺,崔莅沐,苗志鸿. 锻压技术. 2019(03)
[2]喷丸强化DD6单晶合金中温单轴拉伸性能[J]. 王欣,王科昌,许春玲,韩梅,刘青海,汤智慧. 中国表面工程. 2019(01)
[3]喷丸对23Co14Ni12Cr3Mo超高强度钢表面性能的影响[J]. 钱昂,金平,谭晓明,王德,王鹏. 失效分析与预防. 2019(01)
[4]石英玻璃超精密磨削加工的表面完整性研究[J]. 高尚,耿宗超,吴跃勤,王紫光,康仁科. 机械工程学报. 2019(05)
[5]高速超声椭圆振动铣削腹板表面质量研究[J]. 高泽,张德远,李哲,姜兴刚,刘佳佳. 机械工程学报. 2019(07)
[6]基于工艺试验的零件加工硬化现象优化[J]. 魏琴,陈代鑫,刘陨双. 工具技术. 2019(01)
[7]复杂锡镍黄铜合金加工硬化及再结晶温度的研究[J]. 付博闻,刘峰,廖骏骏,李宝绵,丁桦. 材料与冶金学报. 2018(04)
[8]预应力激光冲击喷丸成形有限元模拟[J]. 李清,万敏,李卫东,黄遐,曾元松. 塑性工程学报. 2018(06)
[9]大型机翼整体壁板系统化喷丸成形技术[J]. 赵安安,张贤杰,高国强,刘立彬,王永军. 航空学报. 2019(02)
[10]晶粒尺寸与应变量对高锰奥氏体钢加工硬化行为的影响[J]. 陈欢,孙新军,王小江. 金属热处理. 2018(11)
硕士论文
[1]精密轴承内圈超声滚挤压加工表面微观形貌研究[D]. 刘佳.河南科技大学 2017
本文编号：2961089
【文章来源】：河南科技大学河南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 超声辅助加工技术国内外研究现状
1.3 表面强化技术国内外研究现状
1.4 零件表面完整性国内外研究现状
1.4.1 表面粗糙度国内外研究现状
1.4.2 残余应力国内外研究现状
1.4.3 加工硬化国内外研究现状
1.5 课题主要研究内容
第2章 超声滚挤压轴承套圈表面完整性仿真与试验方案
2.1 超声滚挤压强化过程有限元仿真
2.1.1 仿真流程
2.1.2 模型建立
2.1.3 材料模型
2.1.4 网格划分
2.1.5 表面粗糙度的计算方法
2.2 超声滚挤压轴承套圈强化试验
2.2.1 试验材料
2.2.2 试验设备
2.2.3 工艺参数的设置
2.2.4 试验过程
2.3 超声滚挤压轴承套圈表面完整性测量
2.3.1 表面粗糙度测量设备与过程
2.3.2 残余应力和显微硬度测量设备
2.3.3 残余应力和显微硬度测量原理
2.3.4 残余应力和显微硬度测量过程
2.4 超声滚挤压轴承套圈表面完整性正交试验设计
2.5 本章小结
第3章 加工参数对超声滚挤压轴承套圈表面完整性的影响
3.1 加工参数对超声滚挤压轴承套圈表面粗糙度的影响
3.1.1 转速对轴承套圈表面粗糙度的影响
3.1.2 进给速度对轴承套圈表面粗糙度的影响
3.1.3 振幅对轴承套圈表面粗糙度的影响
3.1.4 静压力对轴承套圈表面粗糙度的影响
3.2 加工参数对超声滚挤压轴承套圈表层残余应力的影响
3.2.1 转速对残余应力的影响
3.2.2 进给速度对残余应力的影响
3.2.3 静压力对残余应力的影响
3.2.4 振幅对残余应力的影响
3.3 加工参数对超声滚挤压轴承套圈表面层显微硬度的影响
3.3.1 转速对显微硬度的影响
3.3.2 进给速度对显微硬度的影响
3.3.3 静压力对显微硬度的影响
3.3.4 振幅对显微硬度的影响
3.4 本章小结
第4章 超声滚挤压轴承套圈表面完整性模型建立
4.1 超声滚挤压轴承套圈表面完整性模型建立
4.1.1 曲面响应理论模型建立
4.1.2 表面完整性模型建立
4.2 超声滚挤压轴承套圈表面完整性模型分析
4.2.1 表面粗糙度模型分析
4.2.2 残余应力模型分析
4.2.3 加工硬化程度模型分析
4.3 超声滚挤压轴承套圈表面完整性各评价指标显著性分析
4.4 本章小结
第5章 超声滚挤压轴承套圈表面完整性综合分析与优化
5.1 田口方法和过程能力指数简介
5.1.1 田口方法简介
5.1.2 过程能力指数的应用
5.2 轴承套圈表面完整性评价指标权重确立
5.3 超声滚挤压轴承套圈表面完整性显著性分析
5.4 表面完整性优化模型建立
5.4.1 改进田口过程能力指数模型的建立
5.4.2 超声滚挤压轴承套圈表面完整性优化模型建立
5.4.3 超声滚挤压轴承套圈表面完整性优化模型求解
5.5 超声滚挤压轴承套圈表面完整性综合优化
5.6 本章小结
第6章 结论
6.1 研究结论
6.2 研究展望
参考文献
附录I 超声滚挤压轴承套圈正交试验结果
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]齿条冷滚打成形加工硬化行为研究[J]. 王雪峰,杨明顺,崔莅沐,苗志鸿. 锻压技术. 2019(03)
[2]喷丸强化DD6单晶合金中温单轴拉伸性能[J]. 王欣,王科昌,许春玲,韩梅,刘青海,汤智慧. 中国表面工程. 2019(01)
[3]喷丸对23Co14Ni12Cr3Mo超高强度钢表面性能的影响[J]. 钱昂,金平,谭晓明,王德,王鹏. 失效分析与预防. 2019(01)
[4]石英玻璃超精密磨削加工的表面完整性研究[J]. 高尚,耿宗超,吴跃勤,王紫光,康仁科. 机械工程学报. 2019(05)
[5]高速超声椭圆振动铣削腹板表面质量研究[J]. 高泽,张德远,李哲,姜兴刚,刘佳佳. 机械工程学报. 2019(07)
[6]基于工艺试验的零件加工硬化现象优化[J]. 魏琴,陈代鑫,刘陨双. 工具技术. 2019(01)
[7]复杂锡镍黄铜合金加工硬化及再结晶温度的研究[J]. 付博闻,刘峰,廖骏骏,李宝绵,丁桦. 材料与冶金学报. 2018(04)
[8]预应力激光冲击喷丸成形有限元模拟[J]. 李清,万敏,李卫东,黄遐,曾元松. 塑性工程学报. 2018(06)
[9]大型机翼整体壁板系统化喷丸成形技术[J]. 赵安安,张贤杰,高国强,刘立彬,王永军. 航空学报. 2019(02)
[10]晶粒尺寸与应变量对高锰奥氏体钢加工硬化行为的影响[J]. 陈欢,孙新军,王小江. 金属热处理. 2018(11)
硕士论文
[1]精密轴承内圈超声滚挤压加工表面微观形貌研究[D]. 刘佳.河南科技大学 2017
本文编号：2961089
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