隨著我國鐵路事業(yè)的發(fā)展,列車速度的不斷提高,保證其行車安全顯得越來越重要。高速動車組車軸在服役期間需要承受幾百萬次的交變載荷作用,受力情況十分復雜,車軸失效事故中約有2/3是由疲勞破壞引起的。表面是車軸產(chǎn)生疲勞裂紋的主要區(qū)域,對車軸表面進行強化處理可有效抑制疲勞裂紋的萌生和擴展,從而延長其使用壽命。本文主要研究表面超聲滾壓工藝數(shù)和不同加工工藝對車軸表面性能的影響,并探討車軸表面超聲滾壓的強化機理。采用超聲滾壓處理設(shè)備對車削加工后的EA4T車軸進行9種不同工藝參數(shù)的表面超聲滾壓處理,通過對表面形貌、顯微硬度、殘余應力和微觀組織的分析進行正交試驗,最后得出不同因素對不同表面性能的影響程度。對車軸圓弧位置進行車削加工、打磨、滾壓和超聲滾壓處理,測量其表面粗糙度、顯微硬度、表面殘余應力和觀察表層微觀組織,對比分析不同表面強化工藝的特點。通過旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗比較表面超聲滾壓對車軸材料的強化效果。對EA4T車軸鋼試樣進行不同滾壓道次的表面超聲滾壓處理,分析其強化機理。結(jié)果表明,在本試驗范圍內(nèi)得出的最佳工藝參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速為10 r/min,進給量為0.1 mm/r,滾壓力為3000 N。表面超聲滾壓... 

【文章來源】：大連交通大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１噴丸形成的殘余應力示意圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｒｅｓｉｄｕａｌ?ｓｔｒｅｓｓ?ｆｏｒｍｅｄ?ｂｙ?ｓｈｏｔ?ｐｅｅｎｉｎｇ??

?第一章緒論???１．２．１噴丸強化??噴丸是工業(yè)中常用的表面強化方式，可以應用于表面清理、光整加工、噴丸校形、??噴丸強化等方面，屬于冷加工方法，噴九強化技術(shù)最早在一些歐美國家展開研宄，迄今??己經(jīng)有一百多年的歷史，我國從上世紀５０年代開始此方面的研宄。噴丸機有氣動式噴??丸機和離心式噴九機，其中氣動式噴丸機最為常用。噴丸裝置示意圖如圖１．２所示，他??是將小彈丸在壓縮空氣的作用力下以較高速度沖擊到工件表面，在工件表而形成相互交??疊的坑狀彈性塑性變形區(qū)，晶粒細化，從而達到提高表而硬度、耐磨性以及產(chǎn)生殘余壓??應力的目的，隨著作用力的減小，塑性變形程度逐漸減小，晶粒尺寸會隨之變火｜２５］。??噴丸處理的優(yōu)點是容易操作，效率高，成本低，無污染，不受加工部件的形狀限制，??廣泛應用于工業(yè)領(lǐng)域和汽車制造領(lǐng)域等，例如汽車傳動系統(tǒng)的零部件、飛機發(fā)動機葉片??以及燃氣輪機的曲軸。但由于彈丸的沖擊力大，對薄板樣品易產(chǎn)生變形，因此薄扳樣品??一般不用噴丸的方式強化處理。常用的彈丸種類有鋼九、鑄鐵丸、玻璃丸、陶瓷九等，??直徑為０．０５？丨．２?ｍｍ，鑄鐵彈丸硬而脆，極易破碎，現(xiàn)在己經(jīng)很少應用，現(xiàn)在主要應用??的彈丸是由彈簧鋼制成，硬度４５－５０?ＨＲＣ，使用壽命是鑄鐵彈丸的２０倍左右，玻璃彈??丸的成本較高，主要應用于航天領(lǐng)域Ｗ。１９９６年，法國人首次將超聲振動裝置與傳統(tǒng)??的噴丸技術(shù)向結(jié)合，并研宄出了一套超聲噴丸設(shè)備，并得到廣泛應用ｔ２７＿２８］。ＳｈａｗＬＬ等??｜２９］研究發(fā)現(xiàn)，合金材料經(jīng)過超聲噴完后，材料的綜合性能提高顯著。Ｒａｊａ?ＫＳ等網(wǎng)對鎳??基Ｎｉ－２２Ｃｒ－１３Ｍ〇－４Ｗ合金進行噴丸和低溫退火處理，然后在熱酸

?大連交通大學工學碩士學位論文???ｒｒ，?Ｉｌｉａ?加工后ｑ??＆??／－———Ａ?ｒｍｊｒｎｎ＾??［｜Ｓ?界??＾?，／ｇ??圍」器??數(shù)字超Ｍ?氣??發(fā)生器??圖１．３表面超聲滾壓裝置結(jié)構(gòu)簡圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ?ｒｏｌｌｉｎｇ?ｄｅｖｉｃｅ??（ｉ）超聲波發(fā)生器??超聲波發(fā)生器（又叫超聲波電源，如圖１．４所示）是超聲系統(tǒng)的驅(qū)動電源和控制部??分，它的作用是將工頻交流電轉(zhuǎn)化成超聲振蕩信號，然后通過換能器將電能轉(zhuǎn)化為機械??能，在超聲振動和滾壓力的作用下，工具頭不斷的滾壓被處理零件表面，使機械能轉(zhuǎn)為??金屬材料的內(nèi)能。??表面超聲滾壓處理零件表面的過程中需要準確、穩(wěn)定可靠的共振頻率，因此，超聲??波發(fā)生器必須要保證穩(wěn)定的頻率控制，調(diào)到最佳的輸出頻率，使其與變幅桿的振動頻率??保持一致［５４］，這樣可以保證被處理表面可以獲得均勻的塑性變形，提高表面光潔度，獲??得較好的表面性能。??Ａ冬－丨??ｒ上?上?＼?＼?＼＼???Ｌ?…＼?＼???Ｉ?＼?＼?＼??自動頻率控制?９?＇８??１－反饋倍號：２－控刺電出：３－加壓彈胬：４－檢測器：５－報電晶體換能器；６－工件：７－丨：作頭；８－變??幅桿：９－比較飴兮??圖１．４超聲波發(fā)生器原理圖??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ??６??

【參考文獻】：
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碩士論文
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[3]金屬超聲表面滾壓加工納米化研究[D]. 龔寶明.天津大學 2008
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本文編號：3455385