纯铁弱刚性薄壁零件精密车削残余应力研究
发布时间：2021-09-05 17:15
纯铁具有质地软、塑性和韧性高、电磁性能优异等特点,在国防军工行业精密元器件制造中广泛应用。纯铁薄壁球壳是爆轰实验的关键器件,球壳的轮廓误差对实验效果具有重要影响。在优化了切削力、装夹力等变形因素后,切削残余应力已经成为进一步提高弱刚性球壳制造精度的瓶颈因素。本文通过车削试验、数值仿真和数学建模等方法对纯铁薄壁球壳的切削残余应力进行了研究,论文主要研究内容和成果如下:（1）开展了纯铁的车削试验和退火试验,利用X射线衍射法测量了车削残余应力分布,掌握了材料晶粒度、切削用量和退火温度对纯铁车削残余应力分布特征的影响规律。（2）通过试验获得了7-8级晶粒度纯铁的Power-Law本构模型参数,开展了精密车削仿真和试验,获得了切削力、加工表面温度、车削残余应力等数据,基于机械和热载荷构建了纯铁车削表面残余应力数学模型。（3）建立了纯铁薄壁球壳的有限元仿真模型,利用残余应力映射算法引入当前车削工艺参数所对应的残余应力,获得了薄壁球壳零件变形的空间分布规律,为工艺优化提供了参考。
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某型飞机垂直安定面零件[50]
纯铁弱刚性薄壁零件精密车削残余应力研究研究。3）分析纯铁薄壁球壳零件的结构特征及制造精度要求，探讨了纯铁薄壁球壳的加余应力映射算法引入实际测得的残余应力分布，通过有限元仿真获得了车削残余球壳零件变形的空间分布规律，为工艺优化提供了参考。细的技术路线，如图 1.2 所示：
图 2.1 纯铁转变的热分析曲线[55]太原钢铁公司生产的纯铁棒料，牌号为 DT4E，主要化学成分HB 范围内，抗拉强度为 313MPa ，冲击韧性达到 234J/cm2。表 2.1 电工纯铁（DT4E）的化学成分[55]C Ni Mn Si Cr S Cu P0.025 0.20 0.30 0.020 0.1 0.020 0.10 0.02原始棒料的初始晶粒尺寸为 0 级或者更大，如图 2.2（a）所示，纯铁原始料经 50%的压缩比锻造，采用 700℃保温 2h 的处理后控制在 5-6 级，如图 2.2（b）所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超细硬质合金磨削残余应力仿真与实验研究[J]. 瞿为. 现代制造技术与装备. 2017(11)
[2]初始残余应力和切削残余应力对薄壁件加工变形的影响[J]. 王民,刘宇男,孙国智,王萍. 北京工业大学学报. 2017(08)
[3]γ-TiAl合金铣削加工表面残余应力研究[J]. 徐伟峰,闫冉,刘维伟. 航空制造技术. 2017(10)
[4]TC4-DT钛合金材料动态力学性能及其本构模型[J]. 艾建光,姜峰,言兰. 中国机械工程. 2017(05)
[5]GH4169车削过程的热力耦合作用及残余应力场研究[J]. 姚倡锋,陈广超,刘超,吴宁宁,黎先才. 航空制造技术. 2017(Z1)
[6]材料本构模型参数对二维直角切削仿真的影响[J]. 廖通凯,程鑫,查旭明,姜峰. 华侨大学学报(自然科学版). 2016(05)
[7]基于二维面探的高温合金GH4169残余应力分析[J]. 叶璋,王婧辰,陈禹锡,高玉魁. 表面技术. 2016(04)
[8]断裂准则对AISI-1045切削仿真的影响及选择[J]. 占刚,何林,蒋宏婉. 组合机床与自动化加工技术. 2016(04)
[9]TC4零件铣削加工残余应力自平衡前值的测量及其有限元分析[J]. 孟龙晖,何宁,李亮,杨吟飞,赵威. 稀有金属材料与工程. 2014(08)
[10]纯铁材料动态力学性能测试及本构模型[J]. 孔金星,陈辉,何宁,李亮,姜峰. 航空学报. 2014(07)
博士论文
[1]飞机弱刚性铝合金结构件的残余应力和加工变形控制技术研究[D]. 张峥.南京航空航天大学 2016
[2]纯铁薄壁球壳精密车削技术基础研究[D]. 孔金星.南京航空航天大学 2016
[3]残余应力生成机理及复杂薄壁件加工精度控制方法研究[D]. 江小辉.东华大学 2014
[4]精密薄壁回转体零件加工残余应力及变形的研究[D]. 刘海涛.哈尔滨工业大学 2010
[5]不同冷却润滑条件Ti6Al4V高速加工机理研究[D]. 姜峰.山东大学 2009
[6]航空薄壁件精密铣削加工变形的预测理论及方法研究[D]. 白万金.浙江大学 2009
[7]高速切削航空铝合金变形理论及加工表面形成特征研究[D]. 付秀丽.山东大学 2007
[8]高速铣削加工表面质量的研究[D]. 王素玉.山东大学 2006
[9]关于航空框类结构件铣削加工残余应力和变形机理的研究[D]. 王立涛.浙江大学 2003
硕士论文
[1]环形薄壁件毛坯内应力测量与评估[D]. 曹殿野.南京航空航天大学 2014
[2]钛合金薄壁件加工变形控制工艺基础研究[D]. 章熠鑫.南京航空航天大学 2013
[3]基于材料特性与刀屑摩擦实验的铝合金7050-T7451切削物理仿真研究[D]. 崔海龙.电子科技大学 2013
[4]复杂薄壁件铣削加工变形与残余应力控制研究[D]. 李康.东华大学 2013
本文编号：3385759
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某型飞机垂直安定面零件[50]
纯铁弱刚性薄壁零件精密车削残余应力研究研究。3）分析纯铁薄壁球壳零件的结构特征及制造精度要求，探讨了纯铁薄壁球壳的加余应力映射算法引入实际测得的残余应力分布，通过有限元仿真获得了车削残余球壳零件变形的空间分布规律，为工艺优化提供了参考。细的技术路线，如图 1.2 所示：
图 2.1 纯铁转变的热分析曲线[55]太原钢铁公司生产的纯铁棒料，牌号为 DT4E，主要化学成分HB 范围内，抗拉强度为 313MPa ，冲击韧性达到 234J/cm2。表 2.1 电工纯铁（DT4E）的化学成分[55]C Ni Mn Si Cr S Cu P0.025 0.20 0.30 0.020 0.1 0.020 0.10 0.02原始棒料的初始晶粒尺寸为 0 级或者更大，如图 2.2（a）所示，纯铁原始料经 50%的压缩比锻造，采用 700℃保温 2h 的处理后控制在 5-6 级，如图 2.2（b）所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超细硬质合金磨削残余应力仿真与实验研究[J]. 瞿为. 现代制造技术与装备. 2017(11)
[2]初始残余应力和切削残余应力对薄壁件加工变形的影响[J]. 王民,刘宇男,孙国智,王萍. 北京工业大学学报. 2017(08)
[3]γ-TiAl合金铣削加工表面残余应力研究[J]. 徐伟峰,闫冉,刘维伟. 航空制造技术. 2017(10)
[4]TC4-DT钛合金材料动态力学性能及其本构模型[J]. 艾建光,姜峰,言兰. 中国机械工程. 2017(05)
[5]GH4169车削过程的热力耦合作用及残余应力场研究[J]. 姚倡锋,陈广超,刘超,吴宁宁,黎先才. 航空制造技术. 2017(Z1)
[6]材料本构模型参数对二维直角切削仿真的影响[J]. 廖通凯,程鑫,查旭明,姜峰. 华侨大学学报(自然科学版). 2016(05)
[7]基于二维面探的高温合金GH4169残余应力分析[J]. 叶璋,王婧辰,陈禹锡,高玉魁. 表面技术. 2016(04)
[8]断裂准则对AISI-1045切削仿真的影响及选择[J]. 占刚,何林,蒋宏婉. 组合机床与自动化加工技术. 2016(04)
[9]TC4零件铣削加工残余应力自平衡前值的测量及其有限元分析[J]. 孟龙晖,何宁,李亮,杨吟飞,赵威. 稀有金属材料与工程. 2014(08)
[10]纯铁材料动态力学性能测试及本构模型[J]. 孔金星,陈辉,何宁,李亮,姜峰. 航空学报. 2014(07)
博士论文
[1]飞机弱刚性铝合金结构件的残余应力和加工变形控制技术研究[D]. 张峥.南京航空航天大学 2016
[2]纯铁薄壁球壳精密车削技术基础研究[D]. 孔金星.南京航空航天大学 2016
[3]残余应力生成机理及复杂薄壁件加工精度控制方法研究[D]. 江小辉.东华大学 2014
[4]精密薄壁回转体零件加工残余应力及变形的研究[D]. 刘海涛.哈尔滨工业大学 2010
[5]不同冷却润滑条件Ti6Al4V高速加工机理研究[D]. 姜峰.山东大学 2009
[6]航空薄壁件精密铣削加工变形的预测理论及方法研究[D]. 白万金.浙江大学 2009
[7]高速切削航空铝合金变形理论及加工表面形成特征研究[D]. 付秀丽.山东大学 2007
[8]高速铣削加工表面质量的研究[D]. 王素玉.山东大学 2006
[9]关于航空框类结构件铣削加工残余应力和变形机理的研究[D]. 王立涛.浙江大学 2003
硕士论文
[1]环形薄壁件毛坯内应力测量与评估[D]. 曹殿野.南京航空航天大学 2014
[2]钛合金薄壁件加工变形控制工艺基础研究[D]. 章熠鑫.南京航空航天大学 2013
[3]基于材料特性与刀屑摩擦实验的铝合金7050-T7451切削物理仿真研究[D]. 崔海龙.电子科技大学 2013
[4]复杂薄壁件铣削加工变形与残余应力控制研究[D]. 李康.东华大学 2013
本文编号：3385759
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