160機(jī)體鑄件清理工序殘余應(yīng)力分析.pdf

1、對于目前的加工工藝而言，如鑄造、焊接、鍛壓、熱處理等，都會在零部件中或多或少地產(chǎn)生殘余應(yīng)力。有時，殘余應(yīng)力的水平會超過材料的屈服極限。過大的殘余應(yīng)力將會嚴(yán)重影響機(jī)械零部件和構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕能力和尺寸穩(wěn)定性，從而影響到它們的使用安全性。
　　 因此，長期以來人們對殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因、測量方法，殘余應(yīng)力的影響和消除做著不懈的努力。
　　 160機(jī)體鑄件在加工車間經(jīng)常在非加工面發(fā)現(xiàn)有裂紋缺陷，產(chǎn)生裂紋的部位都位于觀察

2、窗附近，尤其是兩端觀察窗附近經(jīng)常出現(xiàn)裂紋缺陷，針對上述現(xiàn)象，本文以160機(jī)體鑄件為研究對象，利用鉆孔(盲孔)方法，對鑄件在清理車間殘余應(yīng)力進(jìn)行測量(測點(diǎn)位置見圖2-5)，分析工序中的時效處理和拋丸環(huán)節(jié)的應(yīng)力變化，從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)位于兩端測試點(diǎn)l、5的殘余應(yīng)力比內(nèi)部測試點(diǎn)2、3、4高，其原因是兩端有熱節(jié)和補(bǔ)縮澆道。對裂紋造成的廢品分析后發(fā)現(xiàn)裂紋也經(jīng)常出現(xiàn)在靠近兩端補(bǔ)縮澆道處的1點(diǎn)和5點(diǎn)。由此可見，l、5點(diǎn)處經(jīng)常出現(xiàn)的裂紋是由殘余應(yīng)力造成的，在

3、這種條件下，如果給予兩端一定能量的沖擊，勢必造成兩端發(fā)生裂紋。從拋丸后三組測試數(shù)據(jù)中可以看到1點(diǎn)和5點(diǎn)壓應(yīng)力沒有2、3、4點(diǎn)的壓應(yīng)力上升的大，是因為拋射帶重疊區(qū)位于機(jī)體表面內(nèi)部，兩端的是拋射帶稀薄區(qū)。所以，拋丸后在L、5點(diǎn)處壓應(yīng)力，這一能夠抑制裂紋發(fā)生的因素并沒有得到較大的增加，兩端發(fā)生裂紋的趨勢仍然存在。這正是造成07、08年在粗清過程中產(chǎn)生18臺裂紋廢品的原因。因此，解決兩端發(fā)生裂紋的措施是，對影響時效效果的爐嘴進(jìn)行改進(jìn)，改用PLC

4、控制風(fēng)量和煤氣量，使?fàn)t溫盡量均勻穩(wěn)定，對爐門進(jìn)行改造，增加保溫密閉性，提高時效效果。在粗清過程中，增加沖擊的次數(shù)，減小每次沖擊的能量，先用12磅鐵錘清除鑄件澆道及冒口周圍飛邊毛刺，后打掉澆冒口，對薄壁部位擊打清除內(nèi)腔芯砂時，改用8磅鐵錘敲打，嚴(yán)禁用力過猛，用小一些的8磅鐵錘敲打鑄件表面，不但能夠清理芯砂，還能起到振動時效的作用，但切勿用力敲打一處，以免造成損傷及裂紋。改變粗清方法后到09年9月只產(chǎn)生了2臺裂紋廢品。
　　 由此可

5、見，了解材料中的殘余應(yīng)力對工程設(shè)計有著極其重要的意義，因此，長期以來，人們一直在研究、探索如何高精度地測量材料中的殘余應(yīng)力。目前，比較成熟且普遍應(yīng)用的殘余應(yīng)力測試方法分為兩大類：無損檢測法和機(jī)械破壞法。本項目采用機(jī)械破壞法進(jìn)行測量，通過測量的釋放應(yīng)變就可以計算出殘余應(yīng)力。
　　 鑄鍛廠中速機(jī)機(jī)體、機(jī)座，高速機(jī)機(jī)體和曲軸箱裂紋缺陷不斷產(chǎn)生，這些裂紋的裂紋源都與殘余應(yīng)力有關(guān)，通過測量易產(chǎn)生裂紋缺陷部位的殘余應(yīng)力，排查裂紋產(chǎn)生的原因，