改进零件几何形状减小热处理畸变.pdf

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1、会仝0舍／；＼：～译文选粹～改进零件几何形状减小热处理畸变CAndersch，JSchwarzer，FHofmann，H—WZoch(WTStiftungInstitutfiirWerkstoftechnik，Breman，Germany)摘要：因热处理时发生畸变，加之精度要求较高，零件热处理后通常都要进行机加工。由于通过机加工修正变形的成本太高，所以应尽可能减小零件的热处理畸变。本文研究结果证明，零件的热处理畸变与其几何形状有关。首先概述使零件几何形状成为畸变倾向重要载体的物理效应。其次，以复杂的汽车零件为例说明零件几何形状影响畸变的程度。

2、最后介绍一种能更有效控制系统畸变的新途径．关键词：热处理；畸变；几何形状中图分类号：TG156．35文献标识码：A文章编号：1008—1690(2012)03—0062．05ReducingDistortionduetoHeatTreatmentbyModifyingPartGeometryCAndersch．JSchwarzer，FHoffmannH—WZoch(WTStiftungInstitutftirWerkstofteehnik，Breman，Germany)Abstract：Distortionoccurringduringhea

3、ttreatmentcombinedwithnarrowtolerancesoftenrequirespostheattreatmentroaching．Sincecorrectivemachiningisexpensive，distortionmustbekeptaslowaspssible．Thepresentworkdemonstratestherelevanceofthepartgeometryfordistortion．Firstofall，thephysicalefectsthatmakethepartgeomertyasigni

4、ficantcarrierofdistortionpotentialareoutlined．Second，thedegreetowhichthepartgeometrycarlinfluencedistortionisillustratedonacomplexautomotivepart．Finally，anewapproachispresentedtobettercontrolsystematicdistortion．Keywords：heattreatment；distortion；geometry0引言能节省的机加工成本，总生产成本可能

5、反而_I升。本文的目的是：汽车产品的持续发展导致对其在成本、强度和(1)阐明零件几何形状影响其热处理畸变的原因；精度方面提出了越来越高的要求。单件制造往往可(2)举例说明几何形状的影响有多么强烈；以做到这～点。越少的零件就意味着越低的高成本(3)介绍通过改进零件几何形状有效控制其畸的流程和越少的机械对接的失败。此外，单件制造变的新途径。减少了公差的累加，这本身又提高了产品的精度。然而，用零件的整体设计来代替局部设计将使零件1零件几何形状对淬火畸变的影响的几何形状更为复杂，结果势必使零件的热处理畸要弄清零件几何形状成为畸变倾向的重要载体变倾向更

6、大。影响畸变倾向的深层次因素是偏析和的原因，就必须了解热处理的物理过程。图1示意残余应力。地表示零件几何形状与畸变之间的关系。图的下部除rr下面将要论述的物理因素外，零件几何形表示普遍接受的零件化学热处理过程中传热、冶金状对减小其畸变的重要性还体现在经济效益方面。和力学的耦合关系，而上部则表示零件几何形状如适合热处理的零件设计未必会增加生产成本，这有何间接(a～f)和直接(g，h)地影响其力学状态的。别于许多为减小畸变而采取的其他措施。例如，用零件与其周围介质之间的热交换方式有3种：高合金钢代替低合金钢可降低淬火速率，畸变通常·对流(a)也随

7、之减小。然而，如果材料的成本增加超过了可·辐射(b)收稿日期：2011—1l一01本文由《InternationalHeatTreatmentandSurfaceEngineering}编辑部提供，由本刊编委、上海交通大学顾剑锋教授编译。·62·《热处理》2012年第27卷第3期·传导(c)一个实例。l零件几何形状对于化学热处理，如渗碳时，零件表面的物质交●●t换(e)和内部扩散(f)均与零件的几何形状有关。热交换对流(a)例如深的盲孔，由于不能充分与炉气接触，物质交换一辐射(b)物质交换(e)作用在零件1的力(g)传导(c)零件内部的扩散(

8、0零件刚度(h)零件内部的传导量较少，因此硬化层深度也较其他部位浅。再如，零热传递(d)件外凸表面的扩散条件不同于内凹表面，所以其硬‘fIIFI—l—应力／变形化层