「案例」殘餘應力與變形控制整體解決方案在薄壁結構件的應用

2021-01-08 北京翔博科技

客戶名稱:瀋陽某機械公司

項目名稱:薄壁結構件去應力項目

試件問題:該工廠生產的不封閉薄壁圓筒,因為尺寸及焊接工藝等原因,造成加工誤差大,局部壁厚不均勻,從而引起工件變形,影響工件本身的強度及後續加工餘量,最終影響了工件的裝配和使用。

變形原因分析:

該試件加工難度較大,車削外圓時是一次車削定尺寸,很容易導致加工應力過大,產生工件變形。

通過實際生產加工的了解,即使分為幾個車削工序,由於加工表面是在工件的外表面,導致加工量都在工件的外表面一側,使加工力不均勻,造成內彎、變形。由於結構是裝配後的運動部件,加工後發生變形的尺寸較大,外圈尺寸必須用人工砂輪拋光,這不僅耗時,而且難以保證尺寸精度,嚴重製約了產品的生產,影響產品的性能。

綜合以上因素,考慮進行加工工藝優化,配合振動時效,才能解決變形問題。

解決方案:

本項目採用北京翔博科技獨有的「殘餘應力與變形控制整體解決方案」,將殘餘應力檢測、工藝仿真、振動時效相結合,尋求更好的工藝方案,並解決變形問題。

1、首先通過仿真技術對不同的工藝方案進行仿真預測,最終確定工藝優化:工件先用兩種單件焊接,然後再進行加工。為了防止工件變形,加工前在工件內圓弧處焊上工藝拉筋。同時,將原有的車削分為粗車削、半精車削和精加工車削三次;

2、經應力檢測,發現試件加工應力過大,需考慮應力去除措施。但工件整體剛性差,熱時效後變形量大,不能滿足下一工序的要求,因此在車削後進行振動時效。

振動時效前後等效應力比較

經過新的工藝安排,該工件在精車前內部沒有產生半精車加工後的殘餘應力,因此精車後工件的變形很小,可以滿足產品圖紙的要求,無需修正,解決了不封閉半圓弧薄壁筒形工件加工變形問題。

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