高速冷滚打表面微观形貌形成机理研究

发布时间：2017-09-04 18:39

  本文关键词：高速冷滚打表面微观形貌形成机理研究

  更多相关文章： 冷滚打 表面质量 表面微观形貌 成形参数 粗糙度

【摘要】：高速冷滚打技术是一种非常具有代表性的绿色、高精密、高效加工技术。该技术具有生产效率高、材料消耗少、加工成本低等优点,而且能较大程度上提高表层性能、延长产品使用寿命。在高速冷滚打成形过程中,表面微观形貌是影响成形工件表面质量的一个重要因素。目前为止,人们对高速冷滚打成形过程中的表面微观形貌形成机理尚未探明,致使冷滚打成形工件表面质量难以达到高精度需求。因此,有必要对零件表面微观形貌问题进行系统地分析和深入地探讨。本文以冷滚打成形花键为研究对象,借助理论分析、数值计算、模拟分析和实验研究等手段,分析冷滚打成形工件表面微观形貌的变化过程,揭示冷滚打成形参数对工件表面粗糙度演变的影响规律。本文对高速冷滚打表面微观形貌进行研究,分析工件表面形貌组成,探讨冷滚打方式和成形参数对表面粗糙度的影响,揭示工件表面微裂纹、鱼鳞等缺陷产生机理;进行冷滚打加工表面微观形貌实验,提取表面粗糙度并对不同成形参数下工件粗糙度进行研究;建立冷滚打成形工件表面微观形貌的数学模型,进行冷滚打加工条件下表面粗糙度仿真分析;进行高速冷滚打花键和铣削花键的表面微观形貌对比分析,通过电子扫描显微镜实验分析金属流动对表面粗糙度的影响;利用响应曲面法分析成形参数与表面粗糙度的关系,建立高速冷滚打成形花键表面粗糙度预报模型。基于对比分析,得出冷滚打加工工件表面粗糙度值小于铣削表面粗糙度值,冷滚打加工的表面粗糙度更加符合高精度的加工要求。基于冷滚打理论分析、结合仿真和实验分析可以得出,采用拉出顺打的冷滚打方式、适宜的滚打轮加工转速、较低的进给量,可以获得较为理想的表面微观形貌,冷滚打花键分度圆部位的粗糙度比齿顶和齿根部位粗糙度值低;建立表面粗糙度经验预报模型,给出冷滚打表面粗糙度与成形参数的最优匹配准则,可以有效预测不同转速和进给量下高速冷滚打成形工件的表面粗糙度。通过以上研究,得出成形参数和冷滚打方式的匹配方案,在很大程度上提高了高速冷滚打成形工件表面质量。所得研究结果对冷滚打工程应用中获得理想表面质量具有重要指导意义。
【关键词】：冷滚打 表面质量 表面微观形貌 成形参数 粗糙度
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 高速冷滚打成形技术国内外研究现状10-13
• 1.3 表面微观形貌研究现状13-15
• 1.4 课题研究意义和理论价值15
• 1.5 课题主要研究内容15-17
• 1.5.1 课题研究内容15-16
• 1.5.2 论文结构16-17
• 第2章 工件表面形貌形成及影响因素17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 高速冷滚打表面形貌分析17-18
• 2.3 工件表面形貌形成机制18-20
• 2.4 影响表面微观形貌的因素20-24
• 2.4.1 转速20
• 2.4.2 进给量20-21
• 2.4.3 击打深度21-22
• 2.4.4 冷滚打方式22-23
• 2.4.5 花键轴毛坯质量23-24
• 2.5 结论24-25
• 第3章 高速冷滚打成形花键表面微观形貌实验25-35
• 3.1 引言25
• 3.2 高速冷滚打实验25-28
• 3.2.1 实验材料及方案25-26
• 3.2.2 试验条件26-27
• 3.2.3 试验步骤27-28
• 3.3 结果与分析28-34
• 3.3.1 表面微观形貌分析28-30
• 3.3.2 转速和进给量与表面粗糙度的关系30-34
• 3.4 结论34-35
• 第4章 高速冷滚打成形工件表面粗糙度仿真35-45
• 4.1 引言35
• 4.2 成形原理35-36
• 4.3 工件表面形貌几何仿真和实验对比分析36-43
• 4.3.1 数学模型的建立36-38
• 4.3.2 表面微观形貌仿真过程38
• 4.3.3 仿真结果分析38-40
• 4.3.4 仿真和实验结果的对比分析40-43
• 4.4 结论43-45
• 第5章 冷滚打花键齿面微观组织分析45-51
• 5.1 引言45
• 5.2 高速冷滚打和铣削加工成形花键表面微观形貌比较45-47
• 5.2.1 实验试样加工过程45
• 5.2.2 冷滚打和铣削加工花键的粗糙度实验结果对比分析45-47
• 5.3 冷滚打花键微观组织分析47-50
• 5.3.1 试验原理47-48
• 5.3.2 试验结果分析48-50
• 5.4 结论50-51
• 第6章 高速冷滚打花键表面粗糙度经验预报模型51-57
• 6.1 引言51
• 6.2 基于响应曲面法成形参数与表面粗糙度的关系分析51-55
• 6.2.1 响应曲面法介绍51
• 6.2.2 冷滚打加工表面粗糙度模型的建立51-55
• 6.3 实验验证55-56
• 6.4 本章小结56-57
• 第7章 结论57-59
• 7.1 研究结论57-58
• 7.2 进一步研究的问题58-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 攻读学位期间的研究成果64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 徐安平,张大卫,黄田,曲云霞;柔性螺旋立铣刀数控铣削表面形貌物理仿真模型[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年04期

2 苏志鹏;崔凤奎;崔克天;杜慧勇;葛便京;;花键轴冷滚轧运动的数学模型研究与应用[J];矿山机械;2006年01期

3 崔凤奎;李言;周彦伟;张丰收;李春梅;;渐开线花键滚轧轮建模及其修正[J];南京航空航天大学学报;2005年S1期

4 关国强;表面粗糙度检测技术发展概述[J];散装水泥;2004年02期

5 赵智渊;杨明顺;袁启龙;赵铠;;基于ABAQUS的丝杠冷滚打变形力仿真[J];铸造技术;2011年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 刘牧;数控加工表面粗糙度预测的关键技术研究[D];西北工业大学;2006年

2 李志强;表面微观形貌的测量及其表征[D];重庆大学;2006年

，

本文编号：793210