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【案例】残余应力与变形控制整体解决方案在薄壁结构件的应用

发布时间:2020/12/01

客户名称:沈阳某机械公司

 

项目名称:薄壁结构件去应力项目试件问题:该工厂生产的不封闭薄壁圆筒,因为尺寸及焊接工艺等原因,造成加工误差大,局部壁厚不均匀,从而引起工件变形,影响工件本身的强度及后续加工余量,最终影响了工件的装配和使用。

 

变形原因分析:

该试件加工难度较大,车削外圆时是一次车削定尺寸,很容易导致加工应力过大,产生工件变形。

 

通过实际生产加工的了解,即使分为几个车削工序,由于加工表面是在工件的外表面,导致加工量都在工件的外表面一侧,使加工力不均匀,造成内弯、变形。由于结构是装配后的运动部件,加工后发生变形的尺寸较大,外圈尺寸必须用人工砂轮抛光,这不仅耗时,而且难以保证尺寸精度,严重制约了产品的生产,影响产品的性能。

 

综合以上因素,考虑进行加工工艺优化,配合振动时效,才能解决变形问题。

 

解决方案:

本项目采用北京翔博科技独有的“残余应力与变形控制整体解决方案”,将残余应力检测、工艺仿真、振动时效相结合,寻求更好的工艺方案,并解决变形问题。

 

1、首先通过仿真技术对不同的工艺方案进行仿真预测,最终确定工艺优化:工件先用两种单件焊接,然后再进行加工。为了防止工件变形,加工前在工件内圆弧处焊上工艺拉筋。同时,将原有的车削分为粗车削、半精车削和精加工车削三次;

2、经应力检测,发现试件加工应力过大,需考虑应力去除措施。但工件整体刚性差,热时效后变形量大,不能满足下一工序的要求,因此在车削后进行振动时效。

 

 

振动时效前后等效应力比较

经过新的工艺安排,该工件在精车前内部没有产生半精车加工后的残余应力,因此精车后工件的变形很小,可以满足产品图纸的要求,无需修正,解决了不封闭半圆弧薄壁筒形工件加工变形问题。