刘治华，张天增，张银霞，戴骐隆

（郑州大学机械工程学院，河南 郑州 450001）

1 引言

机械零件的加工尺寸和结构形状通过一般的机械加工、热处理比较容易实现，但在加工质量上会有比较大的差别[1]。而在超声技术日渐成熟的时代，把超声振动应用到表层强化技术上，已经是表面强化技术发展的新方向[2]。

传统的滚压容易出现变质层和材料分离的情况，而超声滚压加工则通过细化和均匀表面金相组织来实现强化的效果，有效的避免了传统滚压加工在这方面的缺陷，是一种提高有色金属零件表面机械性能的经济有效的工艺方法[3]。目前在航空航天、汽车、造船等领域得到广泛应用[4]。

到目前为止，国内外技术人员对超声滚压进行了一定的研究：文献[5]通过对材料AA6061-T6 进行超声滚压加工，显著地提高了材料的表面硬度、降低了表面粗糙度，获得了较好的表面质量。文献[6]通过超声滚压技术处理AISI304 不锈钢得出，合理的静压力可以显著提高表面质量（降低粗糙度、提高硬度，残余应力层深化）。

在机械工业中，由于18CrNiMo7-6 齿轮钢良好的力学性能和加工性能，开始广泛应用到齿轮中，然而对18CrNiMo7-6 齿轮钢进行超声滚压加工的研究未见报道，且18CrNiMo7-6 齿轮钢材料的硬度较高。为此，设计超声滚压装置，利用该装置对18CrNiMo7-6 齿轮钢进行超声滚压加工试验，研究超声滚压加工对该材料表面性能的影响。

2 超声滚压装置

2.1 超声滚压装置结构设计

超声滚压装置主要由超声波发生器、换能器、变幅杆、工具头等四部分组成，其中换能器与变幅杆、变幅杆与工具头分别通过连接螺栓连接到一起。……