基于化铣剥层和挠度变化的钛合金铣削加工表面内应力的测量.pdf

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1、第4期组合机床与自动化加工技术No．42015年4月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueApr．2015文章编号：1001—2265(2015)04—0059—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．04．015基于化铣剥层和挠度变化的钛合金铣ri~lJJn工表面内应力的测量冰王毅(丽水学院工学院，浙江丽水323000)摘要：对Ti6A14V材料零件利用侧铣进行加工，其被加工表面会产生一内应力(即残余应力)层。

2、为了测量加工引起的随深度变化的残余应力，通过对零件的应力层进行腐蚀剥层，并测量此过程中零件挠度的变化。根据弯矩与挠度的关系以及应力与弯矩的关系，最终计算得到铣削加工引起的随深度变化的残余应力。将计算得到的应力值带入有限元模型中进行计算，将计算得到的挠度的变化与实验测得的挠度的变化进行对比，发现两条曲线的重合度很高，由此说明此测量方法精度很高，可以运用与实践中加工残余应力的测量。关键词：残余应力；腐蚀；挠度；有限元中图分类号：TH161；TG506文献标识码：AMeasurementoftheResid

3、ualStressInducedbyMillinginTitaniumAlloysBasedonChemicalMillingandtheChangesofBendingDeflectionWANGYi(CollegeofEngineering，LishuiUniversity，LishuiZhejiang323000，China)Abstract：FlankmillingwasusedtomachineTi6A14Vparts，andtherewouldbehighresidualstressin—

4、ducedbymillinginthesuperficiallayeroftheparts．Thestresslayerswereremovedgraduallyandthechan—gesofparts’bendingdeflectionwerealsomeasured．Basedontherelationshipbetweenthebendingdeflec—tionandthebendingmoment，thebendingmomentandtheresidualstresses，thestre

5、ssesvalueswerecalcu—latedoutatlast．ThecalculatedstressvalueswereloadedtotheFEMmodel，acompasionofthebendingdeflectioncalculatedbyFEMandthatmeasuredintheexperimentswasmade，itcanbeseenthattheycorre—spondtoeachotherverywell，SOitcanbeconcludedthattheaccuracy

6、ofthismethodishighenough，anditcanbeusedtomeasuretheresidualstressesinducedbymillinginpractice．Keywords：residualstress；corrosion；bendingdeflection；finiteelementanalysis(FEn)针对切削加工残余应力的特点，目前主要采用xO引言射线法结合剥层进行测量。但是x射线法往往要求由于钛及其合金材料密度低、强度高、耐腐蚀性被测材料有较规则的晶粒，很多

7、工业上使用的合金材好、耐热性高等诸多方面的优点，目前在航空领域应用料并不符合这样的条件，其中Ti6A14V就是一个很典较广，其表面加工残余应力的性质和大小是工件已型的没有规则晶粒的材料，而且x射线衍射仪的价格加工表面质量的主要标志之一，其存在会影响工件的较高，其普及使用还有一定的困难。形状、尺寸精度以及服役性能。本文提出一种基于挠度变化的方法，用化铣剥层残余应力的测试技术的发展开始于20世纪30法将残余应力逐层释放，用激光位移传感器精确测量年代，经过这几十年的发展，至今有数十余种测量方此过程中零件挠度

8、的变化，并考虑剥层过程中零件中法，主要分为有损检测和无损检测两大类。有损检测性层位置的变化而引起的弯矩的变化，最终得到铣削方法主要有钻孔法、盲孔法、取条法、切槽法、剥层法加工引起的随深度变化的残余应力值。最终通过有限等，目前应用较多的是钻孔法。无损检测方法主要有元计算证实了此方法的正确性。x射线衍射法、中子衍射法、同步衍射法、超声波法、电1计算原理子散斑干涉法和磁性法等，其中x射线衍射法的工程应用最为广泛。设定零件长度为，厚度为h，零件的中性层位置在收稿