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

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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20CrMnTi钢疲劳寿命,对20CrMnTi钢进行了超声喷丸加工的研究,深入分析了弹丸半径对喷丸效果的影响。4.超声喷丸技术作为一种用于提高工件表面疲劳抗力的处理工艺,弹丸入射角度、喷丸时间、弹丸半径等对喷丸效果都有一定影响,由于影响因素众多,在此着重考虑喷射角度、喷丸时间、弹流速度、喷嘴距工件表面距离对喷丸效果的影响。先运用动力学分析软件对喷丸进行有限元分析,为验证分析结果的准确性,通过现有实验设备,控制各参数的变化,对各影响参数进行实验结果的归纳总结。
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