氣動(dòng)輔助超聲噴丸強(qiáng)化的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、機(jī)械零件的主要失效形式有斷裂、表面損傷和過(guò)量塑性變形。斷裂失效對(duì)零件和機(jī)械設(shè)備的破壞程度最大，往往會(huì)造成較大的人員和設(shè)備事故，疲勞斷裂又是零件斷裂失效的主要形式，因此改善零件的抗疲勞破壞能力可以顯著的提高機(jī)械零件可靠性和使用壽命。噴丸強(qiáng)化技術(shù)是提高金屬零件疲勞強(qiáng)度的一種有效的方法，目前已經(jīng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。
　　 噴丸強(qiáng)化工藝能夠消除零件表面存在有害拉應(yīng)力和微裂紋，提高零件的表面疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕能力。噴丸強(qiáng)化

2、處理后零件表面存在的壓應(yīng)力層能夠有效阻止表面疲勞裂紋源形成和向內(nèi)部擴(kuò)展，此外，噴丸強(qiáng)化工藝還具有操作簡(jiǎn)單，成本低廉，適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
　　 超聲噴丸是一種新型的表面改性技術(shù)。它采用超聲波作為動(dòng)力源，設(shè)備體積小、耗能更少，而且噴丸表面壓應(yīng)力層深度和最大殘余應(yīng)力值都優(yōu)于傳統(tǒng)噴丸工藝，工件表面粗糙度值明顯下降。但是現(xiàn)有超聲噴丸強(qiáng)化設(shè)備工作時(shí)加工方式不靈活，廢料難以及時(shí)清除，影響使用范圍和噴丸加工效果。
　　 針對(duì)以上所提及的超

3、聲噴丸工藝存在的不足，本文提出氣動(dòng)輔助超聲噴丸強(qiáng)化方法，它主要是將超聲噴丸強(qiáng)化系統(tǒng)與氣動(dòng)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，改進(jìn)原噴丸強(qiáng)化設(shè)備的工作方式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)彈丸的循環(huán)利用和復(fù)雜工件的高效噴丸強(qiáng)化。主要研究?jī)?nèi)容有:
　　 1.在對(duì)超聲噴丸強(qiáng)化的原理和設(shè)備組成進(jìn)行深入的研究的基礎(chǔ)上，描述了氣動(dòng)輔助超聲噴丸強(qiáng)化的工作原理和其組成部分，結(jié)合組成單元的功能特性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證了新型噴丸方案的可行性和科學(xué)性。
　　 2.研究

4、分析引射器的原理和特點(diǎn)，根據(jù)氣動(dòng)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)制造了滿足實(shí)驗(yàn)要求的彈丸引射器，實(shí)現(xiàn)了彈丸的循環(huán)輸送。通過(guò)對(duì)超聲變幅桿設(shè)計(jì)原理和構(gòu)造特點(diǎn)的研究，結(jié)合實(shí)驗(yàn)要求，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，利用ANSYS有限元軟件對(duì)單一半波長(zhǎng)變幅桿進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出了具有大振幅比的新型超聲變幅桿。結(jié)果表明:優(yōu)化后超聲變幅桿不僅具有大的振幅放大比而且有良好的形狀因數(shù)，滿足了實(shí)驗(yàn)的基本要求。
　　 3.選用不同的工藝參數(shù)進(jìn)行氣動(dòng)超聲噴丸強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)，利用壓力測(cè)試系