拉伸装夹改变铣削残余应力的机理研究

基于平面应变的热弹塑性理论分析了拉伸装夹加工残余应力的形成原理,建立了拉伸装夹加工的应变叠加模型,认为残余应力由加工表面的塑性应变决定,而加工表面的塑性应变是加工过程引入的塑性应变和拉伸装夹产生的初始弹性应变之和. 开展了TC4钛合金的拉伸装夹铣削试验,铣削速度从38m/min到566m/min,拉伸装夹产生的初始应变从0和3.0‰, 铣削完成后,在铣削面内与拉伸方向呈0、30、90、120度的四个方向上分别测量了残余应力.试验结果表明在四个测量方向上拉伸装夹引起的残余应力变化量和产生的初始弹性应变一是致的,验证了应变叠加模型的正确性。     

拉伸装夹改变铣削表面残余应力的机理

基于平面应变的热弹塑性理论,分析了拉伸装夹铣削过程中应力应变的变化过程,推导了装夹初始应变和最终铣削残余应力之间的关系,并提出了一个应变叠加模型,认为如果拉伸装夹产生正的初始弹性应变,就会使残余压应力增大,否则会使残余压应力减小.开展了TC4钛合金的拉伸装夹铣削试验,铣削速度为38～566m/min,拉伸装夹产生的初始应变为0～0.003.铣削完成后,分别测量了在铣削面内与拉伸装夹方向呈0°,30°,90°和120°角的4个方向上的残余应力.试验结果表明,4个测量方向上拉伸装夹引起的残余应力变化量和产生的初始弹性应变是一致的.说明所提出的应变叠加模型是正确的.     

拉伸装夹对TC4钛合金铣削表面质量的影响

在TC4钛合金铣削过程中采用拉伸装夹技术强化表面质量。建立平面应变的残余应力形成模型,分析了拉伸装夹改变加工表层残余应力的机理。采用单向机械式拉伸夹具在HSM-600U型五轴超高速加工中心上进行了拉伸装夹铣削试验,铣削速度从38m/min到566m/min,拉伸装夹力从0到6330 N,其他加工条件保持不变,测量了加工表面粗糙度和表层残余应力分布, 讨论了拉伸装夹对加工表面质量的影响,实验结果表明,拉伸装夹基本不影响表面粗糙度,但可以大大提高加工表面残余压应力并增大残余压应力层的厚度。