车削参数对淬硬40CrNiMo钢残余应力影响研究.pdf

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchontheInfluenceofHardenedSteel40CrNiMoResidualStressbyTurningParametersByQiangLinSupervisor：A．RDongWangMechanicalManufacturingandAutomationSchoolofMechanicalEngineeringMay,2014原创性声明IUlllllldlllllllllIJIIIIrlll

2、llddlllrlllllIY2547256本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：赫弓&日期：如f∞、D6、汐3学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查

3、阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：赫§虽日期：功fc}：D6．移弓摘要TBM广泛应用于隧道掘进工程中，但TBM的关键技术国内还不成熟，关键零部件还依赖进口，对TBM相关技术的研究显得尤为重要和迫切。40CrNiMo钢是一种典型的中碳合金结构钢，以良好的综合力学性能被广泛用于汽车制造及超声技术中，其抗

4、拉强度Ob>980Mpa，属于高强度合金钢，对应力集中敏感。国内使用的TBM是从国外进口，其刀圈材料性能与国产40CrNiMo钢性能极为相近，可选用40CrNiMo钢作为刀圈的材料，但在旋工过程中出现因刀圈疲劳失效而影响施工作业进度的情况，造成巨大的经济损失。由于表面完整性中残余应力对零部件的疲劳性能影响很大，因此本文以TBM刀圈的相近材料(40CrNiMo钢)为研究对象，通过实验和仿真研究了车削参数对淬硬40CrNiMo钢切削加工后表面完整性中残余应力的影响，主要进行了以下几方面的研究：(1)对TBM滚刀进行了受力分析，确定了滚刀破岩过程

5、中刀圈受到的最大拉应力是在刀圈表面一定深度处，明确了TBM刀圈的最终加工工艺应选择能在表面产生残余压应力的工艺；(2)在工艺系统模拟软件DEFORM．3D中建立了40CrNiMo钢工件的硬态车削加工模型，确定了工件材料的应力流动模型、刀一屑的摩擦磨损模型、切屑分离准则等相关支撑技术。并对后处理的仿真结果进行分析，得出不同切削条件下的残余应力分布状态，并得到切削速度、背吃刀量、进给量对残余应力的影响规律；(3)以不同的切削条件对40CrNiMo钢工件进行硬态车削加工实验，加工后用盲孔法测量了表面的残余应力，将实验结果与仿真结果进行了比较，验证

6、了仿真结果的正确性。系统地总结了车削参数对淬硬40CrNiMo钢残余应力的影响规律。关键词：残余应力；表面完整性；40CrNiMo钢；DEFORM一3D；车削参数；盲孔法论文类型：应用研究AbstractTBMiswidelyusedintunnelingengineering，butthedomestickeytechnologyofTBMmachineisnotyetmature，thekeypansareimported，therelatedtechnologyofTBMmachineresearchisparticularlyimp

7、ortantandurgent．Thesteel40CrNiMoisakindoftypicalmediumcarbonhighalloysteel，widelyusedinautomobilemanufactureandultrasonictechnologybecauseofitsgoodcomprehensivemechanicalproperties，itstensilestrengthisupon980Mpa，belongstothehighstrengthalloysteelandsensitivetostressconcent

8、ration．TheTBMmachinemostlydomesticusedareimportedfromabroad，thematerialperformanceofthekn