[发明专利]一种超声滚挤压轴承套圈表层性能的加工参数确定方法

说明书

本发明提供一种超声滚挤压轴承套圈表层性能的加工参数确定方法，首先根据超声滚挤压42CrMo轴承套圈的加工参数与42CrMo轴承套圈表层性能表征参数，设计四因素五水平正交试验表，进行超声滚挤压加工正交试验；然后分析得到超声滚挤压加工参数对轴承套圈表层性能影响的大小程度；再分别构建指数回归数学模型和二阶响应曲面模型，并验证其精准性；进而对建立的预测模型进行多目标优化；最后确定全局最优的超声滚挤压加工参数域以及最优的轴承套圈表层性能参数域，并加以验证。本发明能够有效的通过研究超声滚挤压的加工参数对材料表面性能的影响，进行最优参数域的求解，从而建立表层性能的参数域与加工参数域。

技术领域

本发明涉及轴承套圈表面性能强化处理技术领域，尤其涉及一种超声滚挤压轴承套圈表层性能的加工参数确定方法。

背景技术

轴承作为机械设备中的主要零部件，其使用寿命和承载能力对机械设备的寿命有很大影响，由于轴承长期承受高速动载荷的作用，轴承套圈极易遭到破坏从而影响综合力学性能。此时需要采用表面强化技术来增强轴承套圈的表面质量，使得材料表层组织的力学性能和耐磨性得到改善，因此需要获取轴承圈套表层性能的加工参数。

专家们从不同表面强化技术对表层性能进行深入的研究，然而有关超声滚挤压轴承套圈表层性能的多目标优化的方法鲜有报道，因此开展超声滚挤压轴承套圈表层性能的研究，建立多目标优化模型，利用智能优化算法进行求解，以便获取求得超声滚挤压轴承套圈的加工参数，进而精确控制轴承套圈的表面强化工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种超声滚挤压轴承套圈表层性能的加工参数确定方法，能够有效的通过研究超声滚挤压的加工参数对材料表面性能的影响，进行最优参数域的求解，从而建立表层性能的参数域与加工参数域。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种超声滚挤压轴承套圈表层性能的加工参数确定方法，包括以下步骤：

S1、根据超声滚挤压42CrMo轴承套圈的加工参数与42CrMo轴承套圈表层性能表征参数，设计四因素五水平正交试验表，进行超声滚挤压加工正交试验；

S2、基于正交试验数据，分析得到超声滚挤压加工参数对轴承套圈表层性能影响的大小程度；

S3、通过加工参数与轴承套圈表层性能之间的非线性关系分别构建指数回归数学模型和二阶响应曲面模型，并验证其精准性；

S4、运用改进MOABC算法对建立的预测模型进行多目标优化；

S5、确定全局最优的超声滚挤压加工参数域以及最优的轴承套圈表层性能参数域，并加以验证。

优选的，步骤S1中超声滚挤压42CrMo轴承套圈的加工参数包括：转速、进给速度、振幅、静压力；42CrMo轴承套圈表层性能表征参数包括：表面粗糙度、残余压应力、加工硬度。

优选的，步骤S2中基于正交试验数据，运用SPSS软件进行方差分析研究得到超声滚挤压加工参数对轴承套圈表层性能影响的大小程度。

优选的，指数回归方程模型为公式：

其中C为常数，b₁,d₁,e₁,b₂,d₂,e₂，b₃,d₃,e₃，b₄,d₄,e₄为转速、进给速度、振幅、静压力的指数；

二阶响应曲面模型为公式：