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强力旋压连杆衬套工艺参数对性能影响正交试验研究

作　者: 王志伟
导　师: 樊文欣
学　校: 中北大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 强力旋压连杆衬套性能正交试验
分类号: TK426
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

高压大功率柴油机连杆衬套不仅交替承受连杆自身的惯性力和气缸爆发的压力，而且还要受到活塞热负荷的作用，使其工作环境温度较高，润滑不足，给连杆衬套带来了极差的工作条件，这就要求连杆衬套具有抗拉强度高、表面硬度高、耐高温和耐磨损的良好性能。强力旋压过程是无切屑连续局部回转的特殊塑性加工工艺，强力旋压加工连杆衬套不仅效率高、性能高和表面质量好，还能有效提高材料的利用率和大幅减小制造过程对环境的影响。目前，在高比压连杆衬套的生产中，采用强力旋压加工可显著提升材料的抗拉强度和表面硬度。研究强力旋压连杆衬套工艺参数对性能的影响规律，对高比压连杆衬套的研制具有重要的理论意义和实用价值。本文采用锡青铜（QSn7-0.2）材料以强力旋压连杆衬套为研究对象，针对强力旋压连杆衬套工艺参数对性能影响的问题，采用三元二次回归正交试验的方法，就强力旋压和热处理过程进行了试验，通过对试验结果的极差分析和方差分析，得到了减薄率、热处理温度和进给比对连杆衬套各个性能如布氏硬度、屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率的影响规律，并给出了强力旋压连杆衬套的最优组合和得到了减薄率、热处理温度和进给比对各个性能影响的回归方程，最后通过金相分析试验对材料性能的变化进行了微观验证。采用最优工艺参数组合：减薄率wt44%，热处理温度T280℃，进给比f0.3mm/r研制的连杆衬套满足高压大功率柴油机的工作要求，证明了优化方法的实用性和优化结果的可靠性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
1 绪论  11-19
  1.1 课题背景及研究意义  11-12
  1.2 国内外旋压技术的发展现状  12-13
  1.3 旋压技术的分类  13-16
    1.3.1 按照旋压时成形特点分类  13-15
    1.3.2 按照旋压时成形温度分类  15
    1.3.3 按照旋压时旋轮位置分类  15-16
    1.3.4 其他旋压方法  16
  1.4 筒形件强力旋压工艺的特点及优势  16-18
  1.5 本文的研究内容  18-19
2 正交试验的介绍  19-31
  2.1 正交表  19-21
    2.1.1 正交表的特点及优点  19-20
    2.1.2 正交表的分类  20-21
  2.2 正交试验设计  21-26
    2.2.1 试验方案  21-23
    2.2.2 试验结果分析  23-26
  2.3 回归正交试验设计  26-30
  2.4 本章小结  30-31
3 工艺参数对性能影响的正交试验设计  31-53
  3.1 工艺参数  31-36
    3.1.1 芯模的形状  31-32
    3.1.2 旋轮  32-33
    3.1.3 芯模与旋轮的间隙  33
    3.1.4 旋轮间的错距  33-34
    3.1.5 减薄率  34
    3.1.6 进给速度  34-35
    3.1.7 主轴转速  35
    3.1.8 进给比  35
    3.1.9 旋压温度  35
    3.1.10 热处理温度  35-36
  3.2 性能指标  36-42
    3.2.1 硬度  36-38
    3.2.2 屈服强度  38-40
    3.2.3 抗拉强度  40-41
    3.2.4 伸长率  41
    3.2.5 断面收缩率  41-42
  3.3 二次回归正交试验步骤  42-52
    3.3.1 试验准备  42
    3.3.2 试验步骤  42-52
  3.4 本章小结  52-53
4 各工艺参数对性能影响的分析  53-74
  4.1 布氏硬度  54-57
    4.1.1 布氏硬度的极差分析  54-56
    4.1.2 布氏硬度的方差分析  56-57
  4.2 屈服强度  57-60
    4.2.1 屈服强度的极差分析  57-58
    4.2.2 屈服强度的方差分析  58-60
  4.3 抗拉强度  60-62
    4.3.1 抗拉强度的极差分析  60-61
    4.3.2 抗拉强度的方差分析  61-62
  4.4 伸长率  62-65
    4.4.1 伸长率的极差分析  62-64
    4.4.2 伸长率的方差分析  64-65
  4.5 断面收缩率  65-68
    4.5.1 断面收缩率的极差分析  65-67
    4.5.2 断面收缩率的方差分析  67-68
  4.6 工艺参数优化  68-71
  4.7 因素对性能指标影响的分析  71-72
  4.8 本章小结  72-74
5 金相分析研究  74-83
  5.1 金相试样的制备  74-77
    5.1.1 取样  74-75
    5.1.2 镶嵌  75-76
    5.1.3 磨光  76
    5.1.4 抛光  76
    5.1.5 试样的侵蚀  76-77
  5.2 X 射线衍射实验  77
  5.3 试验结果分析  77-82
    5.3.1 金相试验结果分析  77-81
    5.3.2 X 射线衍射试验结果分析  81-82
  5.4 本章小结  82-83
6 总结及展望  83-85
  6.1 全文总结  83-84
  6.2 今后展望  84-85
附录  85-90
参考文献  90-96
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果  96-97
致谢  97-98

强力旋压连杆衬套工艺参数对性能影响正交试验研究

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