预应力对零件磨削淬硬加工表面残余应力影响研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文预应力对零件磨削淬硬加工表面残余应力影响研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：潘林修世超教授东北大学机械工程与自动化学院硕士学科类别：专业学位机械工程2014年6月论文答辩日期：2014年7月答辩委员会主席：评阅人：前建蜱陈良五东北大学2014年6月孥树耳万方数据AThesisinMechanicalEngineeringInfluenceofPre--stressonWorkpieceSurfaceResidualStressofGrinding

2、HardeningByPanLinSupervisor：ProfessorXiuShichaoNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢二凸二思。学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保

3、留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年d学位论文作者签名：j裔枷签字日期：2o心6，2缪导师签名：签字日期：t肟Mf(L．。6．诏万方数据东北大学硕士学位论文摘要预应力对零件磨削淬硬加工表面残余应力影响研究摘要作为最终加工工序的磨削是机械加工中的重要工艺，随着技术的发展，高硬度、高强度、高耐磨性、高性能的新型材

4、料的应用对磨削零件的疲劳寿命，加工精度和耐腐蚀性提出了更高的要求。磨削加工磨削零件材料时伴随着大量的热量产生，并且绝大部分的热量会导入零件，导致磨削区域出现高温，甚至有可能造成磨削烧伤，而高温热应力又影响零件表面的残余应力的大小和分布，而残余应力会导致表面裂纹的出现。因此，本文以45钢为研究材料，在预应力条件下进行平面磨削淬硬试验。并且利用ANSYS对零件表面的残余应力进行仿真预测，以求能为改善预应力条件下的磨削淬硬提供一些研究基础。(1)本文对磨削过程进行了相应理论模型建立，基于ANSYS对不同的磨削参数如磨削深度、工

5、件进给速度等进行温度仿真模拟。得出工件磨削区温度场和温度场沿工件表面的变化趋势。(2)编写APDL程序，进行45钢预应力平面磨削热力耦合仿真模拟，得到工件在预应力磨削后冷却至常温时的残余应力大小及分布状态，探讨了预应力以及其他磨削参数对工件表面的残余应力的影响。(3)基于不同试验条件，对45钢工件进行预应力条件下的磨削淬硬磨削试验。利用X射线衍射法对工件进行残余应力测量。利用MATLAB和ORIGIN软件绘制应力曲线图来对比试验数据和仿真结果，以此验证仿真的可行性。试验和仿真结果表明：温度梯度在表面的变化很大，引起温度变

6、化的主要原因是磨削深度，磨削温度随着磨削深度的增加而升高。残余应力在工件表面表现为拉应力状态，而预应力能有效的降低工件表面的残余应力，在磨削深度较小的情况下，表面甚至会出现有利于工件的压应力；预应力在工件冷却之后释放更能有效降低表面残余拉应力：残余应力的变化具有一定的方向性。基于本文的研究，在预应力条件下磨削过程的热力耦合更加适用于磨削深度比较小的情况。关键词：预应力；磨削淬硬；残余应力；热力耦合；仿真模拟万方数据东北大学硕士学位论文abstractInfluenceofPre--stressonWorkpieceSur

7、faceResidualStressofGrindingHardeningAbstractAsafmalstepinmechanicalprocessing，grindingisanimportantprocessingtechnology．Therequirementofthemechanicalproducts埘tlltheprecision，thereliabilityandtheservicelifeimprovingunceasingly,theapplicationofnewmaterials淅thlligh

8、hardness，hi曲strength，highweal"resistanceandhighperformance，haveputforwardhigherrequirementsforthegrindinginrecentyears．Grindingwillproducealotofheat，andthemost