7075铝合金二维超声挤压加工表面质量影响因素及其交互作用研究
本文选题:机械制造工艺与设备 + 二维超声振动 ; 参考:《兵工学报》2017年06期
【摘要】:进行二维超声挤压加工正交试验,研究静压力、挤压速度和进给量等工艺参数及其交互作用对7075铝合金表面质量的影响,并寻求最优工艺参数。通过极差分析和方差分析,确定工艺参数及其交互作用对表面粗糙度和表层硬度的影响主次顺序和影响显著性;基于数据驱动,采用回归分析方法构建表面粗糙度和表层硬度预测模型;基于响应曲面法,分析交互作用对表面粗糙度和表层硬度的影响;利用有约束多目标规划模型,确定最优工艺参数。研究发现:经过二维超声挤压加工后,7075铝合金试件表面粗糙度值明显降低,而表层硬度大幅度提高;表面粗糙度主要取决于挤压速度和进给量的交互作用,而表层硬度主要取决于静压力、挤压速度,以及挤压速度和进给量、静压力和挤压速度的交互作用。基于预测模型获得的表面粗糙度和表层硬度与实测结果基本吻合;基于最小表面粗糙度值和最高表层硬度值目标下的最优工艺参数也与试验结果较为吻合。研究结果表明,工艺参数之间的交互作用对表面质量的影响是不可忽略的,所构建的表面粗糙度模型和表层硬度模型是有效的。
[Abstract]:The orthogonal experiment of two-dimensional ultrasonic extrusion was carried out to study the influence of static pressure, extrusion speed and feed rate on the surface quality of 7075 aluminum alloy. By means of range analysis and variance analysis, the effects of process parameters and their interactions on surface roughness and surface hardness are determined in order and significance. The prediction model of surface roughness and surface hardness is constructed by regression analysis, the influence of interaction on surface roughness and surface hardness is analyzed based on response surface method, and the optimal process parameters are determined by using constrained multi-objective programming model. It is found that the surface roughness value of the aluminum alloy after two-dimensional ultrasonic extrusion is obviously reduced, while the surface hardness is greatly increased, and the surface roughness is mainly determined by the interaction of extrusion speed and feed rate. The hardness of the surface layer mainly depends on the interaction of static pressure, extrusion speed, extrusion speed and feed rate, static pressure and extrusion velocity. The surface roughness and hardness obtained based on the prediction model are in good agreement with the measured results, and the optimum process parameters based on the minimum surface roughness and the highest surface hardness are in good agreement with the experimental results. The results show that the interaction between process parameters can not be ignored, and the surface roughness model and surface hardness model are effective.
【作者单位】: 河南理工大学机械与动力工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51005071、51575163) 河南省高等学校重点科研项目(16A460006)
【分类号】:TG379;TG663
【参考文献】
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【共引文献】
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本文编号:2100775
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