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为了获得超声滚挤压最优加工工艺参数,以42CrMo钢为研究对象,采用正交试验法设计4因素5水平的超声滚挤压试验.以正交试验数据为基础,基于灰色关联分析方法,将多目标优化问题转化为单目标灰色关联度优化问题,获得最优工艺参数为转速300 r·min-1、进给速度15 mm·min-1、振幅25μm、静压力600 N;通过主效应方法分析工艺参数对42CrMo钢表面粗糙度、表面残余应力、硬度和灰色关联度的影响规律,同时对试验数据进行回归分析,建立工艺参数和灰色关联度间的二阶回归模型,并验证了模型的可靠性;对优化结果进行了超声滚挤压试验,得到最优超声滚挤压工艺参数下的灰色关联度为0.816,大于正交试验中的最大关联度,说明灰色关联分析方法可以用于确定最优的超声滚挤压工艺参数,满足对42CrMo钢表层性能优化控制的要求.