圆锥过渡阶梯形变幅杆的修正与20CrMnTi钢超声喷丸加工工艺参数的研究

发布时间：2020-12-11 11:02

　　齿轮传动是机械传动中最常见的传动形式,而齿轮是传递过程中必不可少的机械元件。超声喷丸技术是利用换能器将超声波转化为机械振动,驱动弹丸(或撞针)高速冲击金属材料表面,从而使被加工材料表面得到强化或金属零件的成形。与传统喷丸加工相比有污染少、操作简便、可控性强等优点。在超声喷丸技术对不同材料进行处理的过程中,工艺参数的变化对加工效果的影响不容忽视。因此,研究超声喷丸加工工艺参数对喷丸效果的影响规律,为促使该技术广泛用运于生产中提供重要的理论依据。本文主要的研究内容如下:1.设计了超声喷丸实验装置且超声喷丸装置由加工部分和振动部分组成,本文对喷丸室、弹丸(或撞针)、试喷靶材、固定装置以及工具头几部分做了针对性的设计和选择,施振装置是由超声发生器、换能器、变幅杆组成,本文对超声喷丸装置进行设计。。2.研究设计了一组圆锥过渡的阶梯形变幅杆并做了瑞利修正,在设计时发现变幅杆的频率仿真与频率设计值存在一定的偏差,这种偏差会随变幅杆截面尺寸的增加不断减小。本文运用瑞利修正理论,对此现象进行了理论性的分析;推导了圆锥过渡的阶梯形变幅杆的理论修正公式,对设计阶梯形变幅杆起到了借鉴作用。3.为延长20CrM... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 文献综述
        1.2.1 喷丸加工工艺的概述以及发展现状
        1.2.2 喷丸加工的应用
        1.2.3 超声喷丸强化的加工现状
        1.2.4 变幅杆的研究现状
    1.3 选题的目的及意义
    1.4 课题研究的主要内容
    1.5 本章小结
第二章 超声喷丸的加工机理
    2.1 超声波理论的概述
    2.2 超声喷丸加工的工作机理
    2.3 超声喷丸设备的组成
    2.4 超声加工的生产运用
    2.5 本章小结
第三章 喷丸实验装置的设计
    3.1 喷丸加工的种类
    3.2 超声喷丸的优缺点
    3.3 超声喷丸的影响因素
    3.4 喷丸实验装置的设计
        3.4.1 设备选型
        3.4.2 超声喷丸设备的设计
    3.5 实验靶体试样的制备
        3.5.1 实验材料
        3.5.2 试样制备
    3.6 本章小结
第四章 变幅杆的设计与修正
    4.1 变幅杆的工作原理
        4.1.1 均匀细棒的纵振动
        4.1.2 均匀棒的扭转振动
    4.2 圆锥过渡段阶梯形变幅杆的设计
        4.2.1 设计理论
        4.2.2 变幅杆设计值
    4.3 瑞利修正数学模型的建立
        4.3.1 纵向振动谐振频率的修正方法
        4.3.2 圆锥形过渡段的阶梯形变幅杆的谐振频率的瑞利修正
    4.4 仿真值与理论值的比较
        4.4.1 有限元仿真分析
        4.4.2 仿真值与理论值进行对比
    4.5 实验验证
    4.6 结果总结
    4.7 本章小结
第五章 喷丸参数对喷丸效果的实验研究
    5.1 仿真模型的建立
        5.1.1 模型的建立
        5.1.2 网格划分与结果分析
    5.2 弹丸半径对喷丸效果的影响
        5.2.1 喷丸仿真结果分析
        5.2.2 理论分析——应力应变曲线
        5.2.3 实验结果分析
        5.2.4 结论
    5.3 喷丸时间对喷丸效果的影响
        5.3.1 实验结果分析
        5.3.2 结论
    5.4 喷射角度对喷丸效果的影响
        5.4.1 喷丸仿真及结果分析
        5.4.2 实验分析
        5.4.3 结论
    5.5 喷嘴距工件表面距离对喷丸效果的影响
        5.5.1 实验分析
        5.5.2 结论
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]性能可调的纵向振动圆锥形超声变幅杆[J]. 林书玉,唐一璠,徐洁.  应用声学. 2018(01)
[2]带有锥形孔的复合变幅杆设计及动态分析[J]. 唐军,赵波.  应用声学. 2017(03)
[3]杯形工具复合变幅杆设计及振动特性分析[J]. 陈汇资,赵波,赵金坠,高国富.  振动与冲击. 2017(09)
[4]铝合金弹性预应力超声喷丸成形试验[J]. 周圳,鲁世红,张涛,关艳英,姜伟.  中国表面工程. 2017(03)
[5]15-5PH材料结构件喷丸质量研究[J]. 王忠良,王飞岳.  失效分析与预防. 2017(02)
[6]表面喷丸强化处理对TC11钛合金疲劳性能的影响[J]. 李卫,严世榕,张乐.  表面技术. 2017(03)
[7]激光喷丸强化IN718合金晶粒重排与疲劳特性[J]. 黄舒,盛杰,谭文胜,王作伟,孟宪凯,刘牧熙,杨小乐.  光学学报. 2017(04)
[8]喷丸强化对7050铝合金微观组织和耐磨性的影响[J]. 李永辉,吉文哲,王守忠.  材料保护. 2017(01)
[9]不同表面改性强化处理对TC4钛合金表面完整性及疲劳性能的影响[J]. 高玉魁.  金属学报. 2016(08)
[10]TC4钛合金激光冲击强化与喷丸强化的残余应力模拟分析[J]. 蒋聪盈,黄露,王婧辰,高玉魁,仲政.  表面技术. 2016(04)

博士论文
[1]空化射流喷丸对金属表面性能强化影响的试验研究[D]. 杨春敏.中国矿业大学 2014
[2]基于能量法的压痕硬度和残余应力测试原理、方法和实验研究[D]. 金宏平.华中科技大学 2012

硕士论文
[1]高压水射流冲击材料表面强化的研究[D]. 张大.大连理工大学 2006



本文编号：2910419