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120制動鼓鑄造過程中會產(chǎn)生大量殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力會影響產(chǎn)品的強度。傳統(tǒng)工藝鑄造后，一般會采用退火或自然時效消除應(yīng)力。為了檢驗汽車制動鼓三種狀態(tài)下的殘余應(yīng)力，我們采用了鉆孔法測殘余應(yīng)力。分別對120制動鼓3種狀態(tài)，即退火、時效6個月、未處理產(chǎn)品進行局部點的殘余應(yīng)力測試，分析研究其殘余應(yīng)力大小及分布規(guī)律，為設(shè)計汽車制動鼓及大型鑄件制造工藝提供了依據(jù)。

鉆孔法測殘余應(yīng)力

為了解120制動鼓殘余應(yīng)力*大位置和方向，根據(jù)鑄件形狀截面突變較大的2個圓弧面過渡處，在外表面周向?qū)ΨQ處各粘貼2片應(yīng)變花（見圖1）。3種狀態(tài)下的制動鼓采用同樣的布片方式進行對比試驗，實測所用應(yīng)變花的型號與材料標定時所用應(yīng)變花的型號相同，并采用同一互補償?shù)臏囟妊a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)力檢測系統(tǒng)，是鉆孔法測殘余應(yīng)力專用儀器，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，可實時顯示數(shù)據(jù)、儲存數(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步進行，*一步為初鉆，鉆頭直徑為1.5mm。第二步為擴鉆，鉆頭直徑為2mm。

測試結(jié)果分析

根據(jù)A、B值，可計算出各測點釋放主應(yīng)力的大小及方向，用σ_max、σ_min、Φ來表示，并計算出σ_x、σ_y、σ_xy，表示主應(yīng)力分解在沿制動鼓外殼軸向和周向的釋放應(yīng)力，整理后各點的應(yīng)力值見表1。

鉆孔時產(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對孔壁的塑性擠壓引起的。為保證鉆孔質(zhì)量，應(yīng)每鉆1個孔都更換新鉆頭，以確保鉆削時的附加應(yīng)變減小到*低限度。其次在鉆具與鉆孔部位的圓對中時，應(yīng)用放大鏡觀察到不同心度不超過2*10^-2mm，這樣小的不同心度對鉆孔偏差所帶來的誤差是很小的。

從局部點的內(nèi)應(yīng)力釋放結(jié)果來看，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，如取制動鼓鑄件的強度極限為R_m=200MPa來比較，退火后和時效處理后的點平均釋放應(yīng)力是產(chǎn)品強度指標的6.6%，未處理占強度指標的7%。3種狀態(tài)的內(nèi)應(yīng)力釋放值有差異，但占比相對較小，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)力水平不得超過材料屈服強度的8%，所以3種狀態(tài)內(nèi)應(yīng)力釋放都在允許范圍之內(nèi)。