冷滚打成形不同材料制件中残余应力分布研究

梁小明^1,2，姚梓萌¹，吴神丽¹，刘凌¹，焦艳梅¹，梁开芳¹，郝婷婷³

1. 西安文理学院机械与材料工程学院2. 陕西省表面工程与再制造重点实验室3. 海宁市高级技工学校

摘 要：为有效控制冷滚打成形不同材料制件时残余应力对使用寿命和表面质量的影响,针对紫铜、LY12和40Cr成形件中残余应力分布及变化规律进行研究。用Abaqus软件建立冷滚打成形动-静态仿真模型,并进行路径和区域划分,通过仿真获得制件表面残余应力分布区域和齿底残余应力的变化情况。结果表明:材料对成形件中残余应力分布及变化规律影响较大,其中40Cr制件中残余应力分布相对于紫铜和LY12更有利于制件质量提高。在自行开发设备上用40Cr进行冷滚打试验,并对成形件深度路径上切向残余应力进行测量,最大值在距成形件表面0.6 mm处,约为550 MPa,与仿真结果基本吻合,验证了有限元仿真结果的准确性。

关键词：冷滚打;残余应力;有限元;