超声滚压参数对18CrNiMo7-6齿轮钢表面性能的影响

• 作者: 刘治华 张天增 张银霞 杨孟俭 王栋
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 超声滚压 齿轮钢 解析模型 表面粗糙度 显微硬度 残余压应力 表面质量
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 表面质量控制及检测
• 页码范围: 309-318
• 页数: 10页
• 分类号: TG306
• 字数: 4588字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.03.039

摘要

目的 研究在不同加工参数下,对18CrNiMo7-6齿轮钢进行超声滚压加工后表层质量的变化,并得出其显著性顺序.建立表面粗糙度的解析模型,研究进给量、滚压次数和初始表面粗糙度对表面质量的影响,并与试验结果作对比.方法 采用车刀将固定在车床卡盘上的18CrNiMo7-6齿轮钢棒状材料的端面进行精车后,采用超声滚压试验装置对精车后端面进行加工处理.采用三维形貌测量仪等专用设备,对加工完成后的试样表面表面粗糙度、表层显微硬度、表面二维形貌和表层残余应力等进行检测,然后利用正交试验,寻找对试样表面粗糙度影响的显著性因素,建立表面粗糙度的解析模型,对比试验数据和解析模型数据,研究超声滚压对表面粗糙度、表面二维形貌、表层显微硬度和表层残余应力的影响.结果得到的显著性顺序为进给量、主轴转速、次数、振幅、静压力,并且前述给出的粗糙度解析模型可以较好地预测超声滚压后的表面粗糙度,计算得到的理论数据与试验数据较为接近.试样表面的粗糙度Ra由车削加工的3.003μm减小为0.468μm,齿轮钢表层形成了明显的加工硬化层,其深度约为260μm;表层显微硬度从未处理的360.9HV升至417.6HV,比率为15.7％;表层内形成了勺形分布的残余应力,在距离表层60μm处,最大残余压应力形成,为–790.97 MPa,残余压应力层深度达到了800μm.结论 超声滚压加工可以显著提高18CrNiMo7-6齿轮钢试样的表面性能,其中以滚压进给量的影响最为显著.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘治华	郑州大学机械与动力工程学院	39	141	7.0	9.0
2	王栋	郑州大学机械与动力工程学院	77	246	8.0	10.0
3	张银霞	郑州大学机械与动力工程学院	37	170	8.0	11.0
4	张天增	郑州大学机械与动力工程学院	2	1	1.0	1.0
5	杨孟俭	郑州大学机械与动力工程学院	3	2	1.0	1.0