大直径轮式结晶器超声滚压变幅装置的设计.pdfVIP

第6期 组 合机床 与 自动化 加工 技术 No．6 2015年 6月 M odularMachineTool＆ AutomaticM anufacturingTechnique Jun．2015 文章编号：1001—2265(2015)06—0121—04 DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．06．033 大直径轮式结晶器超声滚压变幅装置的设计术 王 栋 ，韩变枝 ，石 良生 (1．太原理工大学 阳泉学院，山西 阳泉 045000；2．阳泉铝业股份有限公司，山西 阳泉 045002) 摘要：普通滚压结合超声振动的复合加工是表面强化技术研究和应用发展的主要方向。超声振动可 以有效减小滚压力和变形，提高强化效果和增大残余压应力。针对轮式结晶器的滚压技术要求，滚 压装置的设计采用分离型超声椭圆振动系统，并选用圆锥形变幅杆。设计时，依据滚压轮和变幅杆 各 自的动力学特点以及联接处的边界条件来建立数学模型，求解设计参数并设计变幅器。经验设计 的计算结果与之比较误差较大，主要是滚压轮的谐振频率误差过大。因此，将滚压轮和变幅杆整体 设计的方法是有效的。运用有限元分析法进行验证并修正 ，设计结果与试验结果一致，提高 了变幅 装置的设计质量 。 关键词：超声滚压；结晶器；变幅器设计 ；有限元分析 中图分类号 ：TH122；TG65 文献标识码 ：A DesignofTransformerDeviceinUltrasonicBurnishingforLarge-DiameterW heelCrystallizer WANG Dong ．HAN Bian—zhi．SHILiang—sheng2 (1．YangquanCollege，TaiyuanUniversityofTechnology，YangquanShanxi045000，China；2．ShanxiYangquan AluminumCoLtd．，YangquanShanxi045002，China) Abstract：Thecombinedmachiningofthecommonrollingandultrasonicvibrationisthemaindirectionof researchandapplicationdevelopmentinthesurfacesrtenghteningtechnology．Ultrasonicvibrationcaneffec- tivelyreducetherollingcompressivestressanddeformation，improvethesrtengtheningeffectandincrease theresidualcompressivesrtess．Accordingtohterollingtechnologyrequirementsofwheelcrystallizer，hte separationtypeulrtasoniceHipticalvibration system isusedinhtedesignofrollingdevice．andcone-shaped hom isadopted．Themathematicalmodelsraebasedontherespectivelydynamicchraacteristicsoftherolling wheelandthehom ，includinghteboundaryconditionsonhteconnectedsurface．Thesolutionofdesignpa— rametersisobtained．Thertansfomr erisdesigned．Bycomparingthenaturalfrequency，htelrageerrorofthe calculationresultsinhteempiricaldesign isfound，htemainlyreasonsishtelargererrorofresonancefre— quencyonrollingwhee1．T