论文部分内容阅读
本文提出了一种纵-扭复合振动超声深滚加工技术，该技术将二维超声振动加工工艺与深滚加工工艺相耦合，实现二者优势互补。利用该技术对工件表面加工处理，目的是改善工件表面质量，实现工件表面的光整和强化加工。 首先，基于纵向超声深滚加工原理，剖析了纵-扭复合振动超声深滚加工原理，并分析了二者异同。分析得出，纵-扭复合振动超声深滚加工不仅实现了纵向超声深滚加工对工件表面的垂直冲击特性，其滚轮扭转超声振动还可以对工件已加工表面产生碾压冲击运动，实现光整加工。 其次，基于纵-扭复合振动超声深滚加工运动学分析，构建了平面/轴类工件的纵-扭复合振动超声深滚加工运动学模型，分析了振动参数和滚压工艺参数对纵-扭复合振动超声深滚加工中滚轮接触弧上质点运动规律的影响。研究表明：超声振动改变滚压加工中滚轮空间运动轨迹形状；振动参数和滚压工艺参数不改变运动轨迹形状，但是会改变空间运动轨迹在各个坐标方向的位移大小。 再次，以纵-扭复合振动超声深滚加工运动学分析为基础，基于表面粗糙度理论和振动理论，建立了纵-扭复合振动超声深滚加工表面形成模型和表面粗糙度几何模型，并分析了纵-扭复合振动超声深滚加工过程中影响表面粗糙度的因素，研究了纵-扭复合振动超声深滚加工表面微观形貌的形成机理。 最后，进行了普通滚压加工和纵-扭复合振动超声深滚加工对比试验，并对工件表面粗糙度、表面显微硬度和工件表面微观形貌进行测试分析。结果表明:在相同滚压工艺参数下，纵-扭复合振动超声深滚加工后工件的表面粗糙度值小于普通滚压加工后工件表面粗糙度值；工件表面显微硬度有较大提高；其表面微观形貌比普通滚压加工形貌平整光滑，表面组织分布较为均匀一致。 该研究对纵-扭复合振动超声深滚加工技术的工程应用具有指导意义。