水射流喷丸强化测试件装卡试验装置设计毕业论文

《水射流喷丸强化测试件装卡试验装置设计毕业论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、水射流喷丸强化测试件装卡试验装置设计毕业论文第1章绪论1.1研究的目的及意义本文所设计的课题是黑龙江省教育厅计划项目“前混合磨料射流喷丸强化的研究”中涉及到的试验装置的设计，目的是解决被测试件的装卡和以一定的转速转动的问题。该课题具有装卡精确、受力要求严格、能够锻炼考虑问题细致和创新能力，同时可以锻炼科研能力。1.2概述1.2.1高压水射流喷丸强化技术在国内外发展状况材料表面改性作为传统材料性能优化的基础研究被列为国家自然科学基金“九五”、“十五”优先资助领域,充分体现了表面改性技术在促进国民经济建设和贯彻可持续发展战略中的显著作用和重要地位。而在表面涂镀、表面合金化和掺杂、

2、表面组织转化等众多表面改性技术群中,对提高金属零构件抗交变载荷作用下的疲劳能力最显神威的是喷丸强化技术。它集制造工艺和使用维修于一体,从边际设计的维修补救措施,发展到原型设计的一部分。目前,广泛应用于航空、航天、汽车、核动力、兵器、石油、煤炭、化工、机车、工程机械、汽轮机、农机、塑料模具电气开关等众多工业部门。随着科技的进步,新的喷丸方法不断涌现,超音速喷丸、高压水射流喷丸、高能振动喷丸等相继问世。高压水射流技术是近30年来迅猛发展起来的一项新技术。它的应用范围由单纯采矿业的水力开采发展到机械、化工航空、航天、建筑、纺织、冶金等众多领域,用以切割、清洗、除锈和破碎等作业。在2

3、0世纪80年代末,Zafred73首先提出了利用高压水射流进行金属表面喷丸强化的思想,从而开始了高压水射流喷丸强化技术的研究。美国的Kunaporn等设计了高压纯水射流喷丸器。俄罗斯的ФУДОВИН等研制了电液压脉冲射流喷丸器。日本的Hitoshi等设计了带有加热器的空化射流喷丸器。日本开发了自吸式干丸后混合水射流喷丸强化加工设备。我国基于流体网络理论设计了前混合水射流和前混合自激振荡水射流喷丸强化装置[2]。1.2.2高压水射流喷丸强化机理及特点高压水射流喷丸强化的基本原理，就是将携带巨大能量的高压水射流以某种特定的方式高速喷射到金属零构件表面上，使零构件表层材料在再结晶温

4、度下产生塑性形变(冷作硬化层)，呈现理想的组织结构(组织强化)和残余应力分布(应力强化)，从而达到提高零构件周期疲劳强度的目的。高压水射流喷丸强化时，在水射流的强烈冲击碰撞下材料表层产生的变形是由多种作用引起的，对于不同的射流介质、射流形式和喷射方式，各种作用效果不同，有的居于主导地位，有的处于次要位置。研究认为，高压纯连续水射流喷丸强化时，水射流的滞止压力引起的冲击和弹性冲击波产生的动态压力起主导作用；脉冲水射流喷丸强化时，弹性冲击波产生的动态压力和液体横向分流对表面的剪切作用居主要地位；空化水射流喷丸强化时，空泡溃灭产生的冲击起主要作用；混合水射流(混入弹丸)喷丸强化时，

5、弹丸冲击压入产生的法向力和切向力起主导作用。研究表明，高压水射流喷丸强化与传统的喷丸强化具有相似的工艺过程和表现形式，水射流冲击下在零构件表层形成塑性形变，产生残余压应力，增加了材料表面硬度，从而可以有效控制疲劳源的萌生和裂纹的扩展，提高零构件的疲劳强度。喷丸强化适应性较广；工艺简单、操作方便；生产成本低、经济效益好；强化效果明显。近年来，随着计算机技术发展，带有信息反馈监控的喷丸技术已在实际生产中得到应用，使强化的质量得到了进一步提高。目前喷丸强化不仅用于汽车工业领域的弹簧、连杆、曲轴、齿轮、摇臂、凸轮轴等承受交变载荷的部件，还广泛用于其他工业领域。如喷丸强化可以提高电镀零

6、件的疲劳强度和结合力；各种合金钢经过任何一种电镀处理后，一般均会导致疲劳强度下降10％--60％，而喷丸强化则可有效提高疲劳强度，同时还可以增加电镀层的结合力，防止起泡。1.2.3高压水射流喷丸强化技术发展前景73目前，高压水射流喷丸强化技术的研究刚刚起步，理论上有待发展，技术上有待完善。1.3本设计所设计的主要内容本设计主要是设计水射流喷丸强化装置中试件的奘夹夹具以及传动系统，主要包括水射流喷丸强化装卡夹具装置的设计、NGW型行星减速器的设计，V带传动、电动机和联轴器的选型。同时还要进行传动系统方案分析选择和经济技术分析、英文专题的研究和各组件的装配图和零件图的绘制。73第

7、2章总体设计2.1确定总体传动设计方案传动方案一般用机构简图表示。它反映运动和动力传递路线和各部件的组成和连接关系。合理的传动方案首先要满足机器的功能要求。此外，还要适应工作条件（工作环境、场地、工作制度等），满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维护便利、工艺性和经济性合理等要求。要同时满足这些要求是比较困难的，因此要通过分析比较多种方案来选择能保证重点要求的较好的传动方案[11]。图2－1、2－2、2－3和2－4所示为水射流喷丸强化奘卡装置的四组传动方案。第一组方案：73图2－1联轴器－