对于目前的加工工艺而言,如铸造、焊接、锻压、热处理等,都会在零部件中或多或少地产生残余应力。有时,残余应力的水平会超过材料的屈服极限。过大的残余应力将会严重影响机械零部件和构件的疲劳强度、抗应力腐蚀能力和尺寸稳定性,从而影响到它们的使用安全性。因此,长期以来人们对残余应力产生的原因、测量方法,残余应力的影响和消除做着不懈的努力。160机体铸件在加工车间经常在非加工面发现有裂纹缺陷,产生裂纹的部位都位于观察窗附近,尤其是两端观察窗附近经常出现裂纹缺陷,针对上述现象,本文以160机体铸件为研究对象,利用钻孔(盲孔)方法,对铸件在清理车间残余应力进行测量(测点位置见图2-5),分析工序中的时效处理和抛丸环节的应力变化,从数据中发现位于两端测试点1、5的残余应力比内部测试点2、3、4高,其原因是两端有热节和补缩浇道。对裂纹造成的废品分析后发现裂纹也经常出现在靠近两端补缩浇道处的1点和5点。由此可见,1、5点处经常出现的裂纹是由残余应力造成的,在这种条件下,如果给予两端一定能量的冲击,势必造成两端发生裂纹。从抛丸后三组测试数据中可以看到1点和5点压应力没有2、3、4点的压应力上升的大,是因为抛射带重叠区位于机体表面内部,两端的是抛射带稀薄区。所以,抛丸后在1、5点处压应力,这一能够抑制裂纹发生的因素并没有得到较大的增加,两端发生裂纹的趋势仍然存在。这正是造成07、08年在粗清过程中产生18台裂纹废品的原因。因此,解决两端发生裂纹的措施是,对影响时效效果的炉嘴进行改进,改用PLC控制风量和煤气量,使炉温尽量均匀稳定,对炉门进行改造,增加保温密闭性,提高时效效果。在粗清过程中,增加冲击的次数,减小每次冲击的能量,先用12磅铁锤清除铸件浇道及冒口周围飞边毛刺,后打掉浇冒口,对薄壁部位击打清除内腔芯砂时,改用8磅铁锤敲打,严禁用力过猛,用小一些的8磅铁锤敲打铸件表面,不但能够清理芯砂,还能起到振动时效的作用,但切勿用力敲打一处,以免造成损伤及裂纹。改变粗清方法后到09年9月只产生了2台裂纹废品。由此可见,了解材料中的残余应力对工程设计有着极其重要的意义,因此,长期以来,人们一直在研究、探索如何高精度地测量材料中的残余应力。目前,比较成熟且普遍应用的残余应力测试方法分为两大类:无损检测法和机械破坏法。本项目采用机械破坏法进行测量,通过测量的释放应变就可以计算出残余应力。铸锻厂中速机机体、机座,高速机机体和曲轴箱裂纹缺陷不断产生,这些裂纹的裂纹源都与残余应力有关,通过测量易产生裂纹缺陷部位的残余应力,排查裂纹产生的原因,就需要对铸件的残余应力进行测量分析,残余应力的分析结果将对铸件裂纹缺陷的产生起到预防和降低作用,既有经济效益又有社会效益。