冷滚打花键表面粗糙度加工参数域确定

发布时间：2021-11-11 17:50

　　为获得适用于不同工况的冷滚打花键表面粗糙度加工参数域,基于冷滚打花键成形原理,开展冷滚打花键表面粗糙度试验,利用试验结果构建冷滚打花键表面粗糙度响应曲面预测模型,采用方差分析法、试验样本测试及试验值与预测值对比分析,验证了预测模型切实可行,分析滚打轮转速、工件进给量与表面粗糙度的变化规律,基于表面粗糙度精度等级对照表确定了冷滚打花键表面粗糙度的加工参数域。研究结果表明:滚打轮转速976 r/min～2 936 r/min、工件进给量7 mm/min～56 mm/min范围内,随着滚打轮转速、工件进给量的逐渐增加,表面粗糙度呈现出先减小后增大的变化趋势;从每个精度等级对应的加工参数域中随机抽取五组加工参数进行试验,得到表面粗糙度试验值与预测值最大相对误差为2.75%,从而表明确定的冷滚打花键表面粗糙度加工参数域准确可靠。研究成果为控制冷滚打花键表面粗糙度具有重要的应用价值和一定的理论指导意义。 

【文章来源】：机械强度. 2020,42(05)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

花键试样

由公式(2)结合表4冷滚打花键试验结果，得到如图2所示冷滚打花键表面粗糙度试验值与回归值对比。由图2看出，试验值与回归值有相似的变化趋势，并且试验值与回归值的最大相对误差为6.78%，表明构建的冷滚打花键表面粗糙度响应曲面预测模型具有准确性和可行性。

由表3可知，仅描述了滚打轮转速在1 428 r/min～2 258 r/min范围内，滚打轮转速对表面粗糙度的影响规律，没有完整的显示出表面粗糙度与滚打轮转速之间的变化关系。为能够完整的表示滚打轮转速对表面粗糙度的影响规律，于是将滚打轮转速扩大为976 r/min～2 936 r/min。保持工件进给量不变，将扩大后的滚打轮转速代入到公式(2)中，得到滚打轮转速与表面粗糙度的变化规律，如图3所示。由图3看出，随着滚打轮转速的增加表面粗糙度先逐渐减小，然后呈现增大趋势。工件的转速受到滚打轮转速的影响，随着滚打轮转速的变化而变化。滚打轮转速小，滚打轮与工件的接触次数较少，间隔的时间较长，使花键产生不均匀的变形，引起工件表面微观形貌波峰高度和波峰与波峰之间的距离不均匀，所以滚打轮转速较小时，表面粗糙度较大;随着滚打轮转速的增加，滚打轮转动一圈与工件的接触次数增加，滚打轮与工件频繁的接触会产生温度，由于滚打轮与工件接触比较频繁，产生的温度不能及时的散出，增加了工件的塑性变形速度，加快了金属流动速率，减小了金属塑性堆积现象，使得工件表面微观形貌变化比较均匀，从而表面粗糙度较小;随着滚打轮转速的增加，当滚打轮转速增加到一定值时，滚打轮在滚打工件成形过程中会产生较高的温度，较高的温度会使滚打轮发生磨损，增大了滚打轮滚打过程中的摩擦因数，使成形花键表面产生鳞纹缺陷[19-20]，影响了花键表面微观形貌，所以表面粗糙度会变大。

【参考文献】：
期刊论文
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[5]40Cr高速冷滚打成形过程模拟分析[J]. 李玉玺,李言,杨明顺,何望云,崔凤奎.  机械科学与技术. 2016(04)
[6]滚珠丝杠冷滚打的齿形理论误差研究[J]. 李玉玺,李言,杨明顺,崔凤奎,何选景.  兵工学报. 2015(08)
[7]连续分度冷滚打机床滚打头结构改进[J]. 马群,李言,杨明顺,袁启龙,李玉玺.  兵工学报. 2015(08)
[8]块体材料冷滚打成形变形力研究[J]. 袁启龙,李言,杨明顺,李玉玺.  中国机械工程. 2014(02)
[9]高速冷滚打成形技术研究现状与发展趋势[J]. 崔凤奎,朱文娟,王晓强,张丰收.  河南理工大学学报(自然科学版). 2012(02)
[10]高速冷滚打过程变形力解析方法及其修正[J]. 张璐,杨明顺,李言,袁启龙.  塑性工程学报. 2011(05)

博士论文
[1]高速精密冷滚打成形技术研究[D]. 崔凤奎.西安理工大学 2007



本文编号：3489262