外文翻译--超声表面滚压Q345液压支柱工艺参数对表面粗糙度的影响研究 中文版

英文题目为：超声表面滚压 Q345 液压支柱工艺参数对表面粗糙度的影响研究。 Guangyi Meia, Kehua Zhangb and Jinfu Dingc Transportation College of Zhejiang Normal University, JinHua 321004, China , b , c 关键词 ：超声波轧制，加工参数，表面粗糙度，液压支柱 摘要 : 液压支柱表面粗糙度对耐磨性，疲劳强度和 其配合性能的 重要 影响 。超声波表面滚压（ USRE）处理实验 旨在降低 该液压支柱 的表面粗糙度和 一些机床参数 ，如 工具 振动 幅度 ，需要 详细研究 的 进给 速度。 测试工件的表面粗糙度 的仪器是 接触式粗糙度仪（ MahrS2）。实验结果表明， USRE 可以明显改善 液压支柱的 表面粗糙度， 经过一次加工的 表面粗糙度 的值可以 从 0.976m 减少到 0.105um。 进给速 度 与表面粗糙度 呈线性关系 ，当工具的 振动 幅度为 6.5 8.5 的范围内时 ，有最佳 的表面粗糙度 值 Ra 为 0.090m 与之对应 。 运用 USRE 多 次加工表面可以提高表面的 质量 。 介绍 : 液压支柱是一个切线桩可用于符合铰 链 的顶梁或专有使用，这是对综 合 配套设备。液压支柱是煤矿安全的重要设备，加工表面质量 对使用性能 有重要 的 影响： 1 对耐磨性 的影响， 表面粗糙度对 摩擦的起始阶段有重要的影响 ， 之后 表面粗糙度 对其的影响越来越小 ， 而此时摩擦 有一个 最佳的参数 约 0.32 1.25m 。 2。对疲劳 强度的影响 ，凹凸不平的表面和表面缺陷会导致应力集中而导致疲劳断裂，所以 整理后的 接触面 应具有较高的 疲劳 强度。 3.对抗腐蚀性的影响 ，腐蚀问题是容易堆积在粗糙的表面， 因此 降低表面粗糙度可提高 抗 腐 蚀性能 .4 对配合性能的影 响 ，如果在粗糙 的 表面 上有公 差 配合间 隙将增加的磨损和撕裂的 配 合 性能 ，因此配 合精度和刚性 将 会降低，这将影响 工件 1,2,3的工作 平稳性和可靠性。因此， 配 合面必须 达到要求 。为了高效 的 改善工件表面 质量 ，一个新的加工技术超声表面滚压加工（ USRP） 被 提出，在 USRP 利用超声振动的能量供应挤压工件4， 5表面 。 这 种 处理方法 会产生 更少的弹性压力，摩擦力，并 能够 很快将降低表面粗糙度， 而 表面硬度 和 耐磨性 将会 显 著 提高。在 此 处理 过程中 ，加工参数如轴向方向，静压和振动幅度决定了 工件 6， 7最后的表面 质量 。 轧制实验系统和超声波原理 超声波轧制试验装置 超声波轧制实验装置如图 1 所示。 它是由超声波发生器8，换能器 6，变幅杆 5 和工具头 2。超声波振 动 通过换能器 转化成 机械振动，振幅是 通过振幅转化器 增大，然后能量 再转移给正在工作的 工具头。该工具头 2是 通过 螺丝拧 紧 与设备 连接上的 ，在加工的 过程中 工件表面 与 工具头 之间产生 相对旋转。 数字化设计与制造技术的处理原则 在超声波压延加工，工具头 产生的机械振动 ，是由超声波发生器和沿工件表面的 进给速度共同 引起的。因此，静态压力和超声波振动 将作用到 工件表面（为图 2 显示）。挤压作用 会产生 宏观尺度 上的 弹塑性变形。处理后， 加工表面 将 会产生一定的 弹性恢复。因此，塑性流动会改变工件的表面 ，降低表面粗糙度，提高 已 加工 过 表面的综合性能 5。 图 1.轧制设备超声示意图 图 2.原理 USRP 3 图 3.现场加工的照片 实验材料和实验条件的材料 实验材料 实 验材料为 Q345 系列液压支柱，其尺寸为 97980 毫米， Q345 钢的 元素 几乎与 16Mn 钢一样，也有一些微量 合金 元素， 有 V， Ti 和 Nb， 这些微量合金元素 能够促使 晶粒细化和提高韧性，所以对 含有 Q345 钢的综合大型机械 有很大的改善 。 其 初始 的 表面粗糙度值 Ra 是 0.4m 。 实验条件 液压支柱 的传统 加工工艺 是先 研磨 后 抛光， 达到的 表面粗糙度值 Ra是 0.4m 。在这个实验中，采用超声波压延加工 对 基板 进行 研磨和抛光。实验是 NC 数控车床 上进行的 ，加工照片是区域设置如图 3。表面粗糙度值 是 MahrS2通过来 衡量 的 。 实验结果与讨论 振幅 对 加工工件表面粗糙度的影响 在 超声波压延加 工中 来研究 振幅 对表面粗糙度值的影响，实验参数 ： 主轴的转速为 710 转 /分，进 给速度 为 0.12 毫米 / 001和静态压力为 140N，表面处理三次。 振 幅 的幅值 与表面粗糙度 的关系 如图 4 所示。 振 幅 的幅值 和表面粗糙度 呈 不单调 的 函数 关系 ，适当 增加振 幅 的幅值 将 会 改善表面粗糙度，但 过量就会使 表面粗糙度恶化。 图 4 工具 头的幅值 和表面粗糙度 之间的关系 进料速度对 表面粗糙度 的影响 该实验来研究 进料速度对 表面粗糙度 的影响 ，超声波进行压延加工 是伴随着不同的进料速度进行的 ， 进料速度 与表面粗糙度的关系如 图 5 所示 ，进料速度 与表面粗糙度 呈 线性关系。 图 5. 表面粗糙度和 进料速度 之间的关系 加工静压力对表面粗糙度 的影响 在 超声波压延加工 中 ， 具有一定的 静态的压力和进给速度的工具来处理旋转工件表面，使工件材料 产生 弹性和塑性变形。通过 工具处理后的 工件表面 将会产 生弹性恢复。金属流 动 会造成谷 状的 粗糙 表面 ，因此 工件的 表面粗糙度将会改善。正如图 6 中 表明，静态压力增大，表面粗糙度降低。 图 6. 静压力与表面粗糙度的关系 主轴转速和进给 轴速度对 表面粗糙度 的影响 超声波压延加工实验，研究主轴转速和进给 速度对 表面粗糙度 的影响 ，加工参数 ： 静态压力 140N 和振幅 13m ，每一个工件处理三次，主轴转速和进给 速度 与 表面 粗糙度 的关系 如图 7 所示。表面粗糙度值随轴向进给 速度 和主轴 转速的提高 而增加 。 图 7 . 主轴转速和进给 轴速度对 表面粗糙度 的影响 总结 在本研究中超声 波 压延加工用来替代传统的压延加工工艺。 对 表面粗糙度的影响基本的因素如 主轴转速，轴向进给，静态压力和 振动幅值 进行了研究，如果选择合适的工艺参数，表面粗糙度值将明显提高， Ra 值 达到约 0.1um。因此， 在 液压支柱整理加工 中 超声波压延加工可以有效地取代研磨抛光。在超声 波 20kHz 的工作频率 下工作状态最好 ， 而此时 Q345 系列液压支柱 最佳加工 参数：主轴转速 710转 /分，轴向进给 0.12 毫米 / 001 静压 140N，振幅 13.2m ，滚子和滚子半径 3mm以及滚子的 材料采用硬质合金。 References 1 L.F. Han, S.G. Qu and W. Xia: Machine Tool and Hydraulics, (2007), p. 19-21 (in Chinese) 2 M.H. El-Axi and M.M. El-Khabeery: Journal of Materials Processing Technology, (2003), p. 82-89 3 D.P. Wang, N.X. Song, T. Wang, et a1: Journal of Tianjin University, (2007), p. 228-233 (in Chinese) 4 X.J. Liu: Mechanical Research and Application, (2007), p. 38-39 (in Chinese) 5 L. Chen: Journal of Materials Processing Technology, (2008), p. 439-450 (in Chinese) 6 F.G. Cao: Chemical Industry Press, Beijing 2005 (in Chinese) 7 G.Y. Lv, Y.L. Zhu, et al: China Surface Engineering, (2007), p. 38-41 (in Chinese) Digital Design and Manufacturing Technology doi:10.4028//AMR.102-104 Study on the Effect of Ultrasonic Surface Rolling Processing Parameters on the Surface Roughness of Q345 Hydraulic Prop doi:10.4028//AMR.102-104.591 References 1 L.F. Han, S.G. Qu and W. Xia: Machine Tool and Hydraulics, (2007), p. 19-21 (in Chinese) 2 M.H. El-Axi and M.M. El-Khabeery: Journal of Materials Processing Technology, (2003), p. 82-89 doi:10.1016/S0924-0136(02)00269-8 3 D.P. Wang, N.X. Song, T. Wang, et a1: Journal of Tianjin University, (2007), p. 228-233 (in Chinese) 4 X.J. Liu: Mechanical Research and Application, (2007), p. 38-39 (in Chinese) 5 L. Chen: J