7075铝合金二维超声挤压加工表面质量影响因素及其交互作用研究

作     者：郑建新 刘威成 段玉涛 ZHENG Jian-xin;LIU Wei-cheng;DUAN Yu-tao

作者机构：河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454003 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2017年第38卷第6期

页      面：1231-1238页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 07[理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51005071 51575163) 河南省高等学校重点科研项目(16A460006) 

主　　题：机械制造工艺与设备 二维超声振动 超声挤压 表面质量 交互作用 铝合金 

摘      要：进行二维超声挤压加工正交试验,研究静压力、挤压速度和进给量等工艺参数及其交互作用对7075铝合金表面质量的影响,并寻求最优工艺参数。通过极差分析和方差分析,确定工艺参数及其交互作用对表面粗糙度和表层硬度的影响主次顺序和影响显著性;基于数据驱动,采用回归分析方法构建表面粗糙度和表层硬度预测模型;基于响应曲面法,分析交互作用对表面粗糙度和表层硬度的影响;利用有约束多目标规划模型,确定最优工艺参数。研究发现:经过二维超声挤压加工后,7075铝合金试件表面粗糙度值明显降低,而表层硬度大幅度提高;表面粗糙度主要取决于挤压速度和进给量的交互作用,而表层硬度主要取决于静压力、挤压速度,以及挤压速度和进给量、静压力和挤压速度的交互作用。基于预测模型获得的表面粗糙度和表层硬度与实测结果基本吻合;基于最小表面粗糙度值和最高表层硬度值目标下的最优工艺参数也与试验结果较为吻合。研究结果表明,工艺参数之间的交互作用对表面质量的影响是不可忽略的,所构建的表面粗糙度模型和表层硬度模型是有效的。