[发明专利]一种浮动滚轮去除铸铁桥壳圆角处表面应力的方法

说明书

本发明提出了一种浮动滚轮去除铸铁桥壳圆角处表面应力的方法，属于车身零部件试制领域。解决了现有技术中不能有效缓解应力集中的问题。它包括以下步骤：步骤1：使用残余应力计算测量桥壳圆角处的残余应力值；步骤2：计算并确定桥壳圆角的初始滚压力值范围；步骤3：根据桥壳残余应力值和圆角确定滚压圆角和滚压圈数范围；步骤4：对桥壳圆角进行滚压强化试验；步骤5：对强化完的桥壳进行疲劳试验；步骤6：根据疲劳强度试验结果，选择强化程度满足性能要求的初始滚压力值和滚压圈数。它主要用于铸铁桥壳的制备。

技术领域

本发明属于车身零部件试制领域，特别是涉及一种浮动滚轮去除铸铁桥壳圆角处表面应力的方法。

背景技术

铸造应力是当一个铸件冷却到其弹性状态之后，在收缩过程中会受到阻碍，进而产生的一种弹性应力。铸造应力如果存在于零件中，会导致零件的结构强度降低，承载能力下降，使用寿命缩短等。但通常我们讲的铸造应力一般指的是残余应力。当铸件有残余应力存在的时候，铸件经过机械加工之后就有可能产生一个新的变形，导致零件的精准度降低、尺寸变差；如果铸件的工作应力和残存应力进行叠加就会损坏到铸件；倘若残存应力一直存在与铸件之内，经过长时间的积累之后就会使得铸件发生形变；如果铸件长时期处的环境都是潮湿有腐蚀性的空气中，那么时间长了以后就可能会让铸件被腐蚀掉。所以，在浇注完毕的冷却过程中对与铸件中残存的应力的消除的研究是十分有必要的，这对于提升铸件的工艺品质是极其重要的。铸铁桥壳的失效部位经常出现在桥壳阶梯台阶过渡部分的圆角处，大大提高了铸铁桥壳的使用成本。

现有去除铸铁表面应力处理的方法有时效处理，滚压处理，激光冲击处理等。时效处理分人工时效处理、自然时效和震动时效处理，人工时效：铸造过程中通常采取的方法是加热到弹塑性状态，冷却一段时间使得应力消除。为了使得铸件在升温和降温过程中温度均匀分布，在温度控制过程中应该匀速进行。在实际生产过程中对于铸件的冷却或者加热速度以及保留时间都应该视具体情况设置。自然时效指的是将铸造完毕后的铸件在露天环境下长时间放置，随着时间的推移铸造应力自然会消失掉。残留的铸造应力会导致该铸件的晶格发生变形，并且内部极不稳定。这种处理方法虽然最简单，而且不需要任何费用。但是在惜时如金的现代社会，很少会采用这种原始的方法。振动时效技术可以针对铸造应力进行消除和均化，能降低峰值应力70％以上，均化应力效果明显，同时还增加工件的抗冲击韧性，在铸造应力消除领域有越来越多的应用，适用于比较平坦的铸造模具；滚压处理：目前常用于球磨铸铁曲轴圆角强化处理，通过设定恒定的滚压力值和控制滚压深度值，来实现强化表面消除应力的目的；激光冲击处理：该方法主要是利用激光冲击波强化圆角弱区的方式。但是上述方法均不能有效缓解桥壳圆角处应力集中问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种浮动滚轮去除铸铁桥壳圆角处表面应力的方法,以解决现有技术中不能有效缓解桥壳圆角处应力集中的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种浮动滚轮去除铸铁桥壳圆角处表面应力的方法，它包括以下步骤：

步骤1：使用残余应力计测量桥壳圆角处的残余应力值；

步骤2：计算并确定桥壳圆角的初始滚压力值范围；

步骤3：确定滚压圈数范围；

步骤4：对桥壳圆角进行滚压强化试验；

步骤5：对强化完的桥壳进行疲劳试验；

步骤6：根据疲劳强度试验结果，选择强化程度满足性能要求的初始滚压力值和滚压圈数；

步骤7：对桥壳圆角处表面应力进行去除。

更进一步的，所述桥壳为铸铁桥壳。

更进一步的，步骤4中采用两个压角滚轮对桥壳圆角进行滚压强化试验。