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120制動(dòng)鼓鑄造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力會(huì)影響產(chǎn)品的強(qiáng)度。傳統(tǒng)工藝鑄造后，一般會(huì)采用退火或自然時(shí)效消除應(yīng)力。為了檢驗(yàn)汽車(chē)制動(dòng)鼓三種狀態(tài)下的殘余應(yīng)力，我們采用了鉆孔法測(cè)殘余應(yīng)力。分別對(duì)120制動(dòng)鼓3種狀態(tài)，即退火、時(shí)效6個(gè)月、未處理產(chǎn)品進(jìn)行局部點(diǎn)的殘余應(yīng)力測(cè)試，分析研究其殘余應(yīng)力大小及分布規(guī)律，為設(shè)計(jì)汽車(chē)制動(dòng)鼓及大型鑄件制造工藝提供了依據(jù)。

鉆孔法測(cè)殘余應(yīng)力

為了解120制動(dòng)鼓殘余應(yīng)力*大位置和方向，根據(jù)鑄件形狀截面突變較大的2個(gè)圓弧面過(guò)渡處，在外表面周向?qū)ΨQ(chēng)處各粘貼2片應(yīng)變花（見(jiàn)圖1）。3種狀態(tài)下的制動(dòng)鼓采用同樣的布片方式進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，實(shí)測(cè)所用應(yīng)變花的型號(hào)與材料標(biāo)定時(shí)所用應(yīng)變花的型號(hào)相同，并采用同一互補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償方法。

儀器的選擇

儀器采用聚航科技生產(chǎn)的JHMK殘余應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，是鉆孔法測(cè)殘余應(yīng)力專(zhuān)用儀器，由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK鉆孔裝置組合而成。應(yīng)變儀是軟件式操作，可實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。鉆孔裝置適用于各種平面、曲面、焊縫，靈活方便。鉆孔分為2步進(jìn)行，*一步為初鉆，鉆頭直徑為1.5mm。第二步為擴(kuò)鉆，鉆頭直徑為2mm。

測(cè)試結(jié)果分析

根據(jù)A、B值，可計(jì)算出各測(cè)點(diǎn)釋放主應(yīng)力的大小及方向，用σ_max、σ_min、Φ來(lái)表示，并計(jì)算出σ_x、σ_y、σ_xy，表示主應(yīng)力分解在沿制動(dòng)鼓外殼軸向和周向的釋放應(yīng)力，整理后各點(diǎn)的應(yīng)力值見(jiàn)表1。

鉆孔時(shí)產(chǎn)生的附加應(yīng)變是引起誤差的主要原因，這是由刀具切削金屬時(shí)對(duì)孔壁的塑性擠壓引起的。為保證鉆孔質(zhì)量，應(yīng)每鉆1個(gè)孔都更換新鉆頭，以確保鉆削時(shí)的附加應(yīng)變減小到*低限度。其次在鉆具與鉆孔部位的圓對(duì)中時(shí)，應(yīng)用放大鏡觀(guān)察到不同心度不超過(guò)2*10^-2mm，這樣小的不同心度對(duì)鉆孔偏差所帶來(lái)的誤差是很小的。

從局部點(diǎn)的內(nèi)應(yīng)力釋放結(jié)果來(lái)看，3種狀態(tài)的鑄件內(nèi)應(yīng)力*大處在外圈周向，離端面108mm處，如取制動(dòng)鼓鑄件的強(qiáng)度極限為R_m=200MPa來(lái)比較，退火后和時(shí)效處理后的點(diǎn)平均釋放應(yīng)力是產(chǎn)品強(qiáng)度指標(biāo)的6.6%，未處理占強(qiáng)度指標(biāo)的7%。3種狀態(tài)的內(nèi)應(yīng)力釋放值有差異，但占比相對(duì)較小，可不考慮。根據(jù)大型鑄件的技術(shù)條件規(guī)定允許存在的殘余應(yīng)力水平不得超過(guò)材料屈服強(qiáng)度的8%，所以3種狀態(tài)內(nèi)應(yīng)力釋放都在允許范圍之內(nèi)。