一种热处理时效温度确定方法及装置制造方法及图纸

一种热处理时效温度确定方法及装置，包括：检测铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力；根据残余应力检测结果以及铝合金薄壁结构件的外形变化规律，反向求出铝合金薄壁结构件毛坯进行热处理时效的温度变化值。采用本申请提供的方案，能够指导热处理时效人员将对应铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力控制在一个数值相对固定、分布相对均匀、释放相对充分的位置，给零件应力变形经验预测和连续工艺仿真预测提供一个初始的标定值，从而大幅度提高经验预测和仿真预测的准确性。

A Method and Device for Determining Aging Temperature of Heat Treatment

【技术实现步骤摘要】
一种热处理时效温度确定方法及装置
本申请涉及铝合金加工技术，具体地，涉及一种热处理时效温度确定方法及装置。
技术介绍
铝合金薄壁结构件加工变形产生的原因有很多，与毛坯的材料、零件的几何形状和刚度以及生产条件(包括加工工艺方法、加工设备和环境等因素)均有关系。由于铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力大小和分布基本无规律可循，当前行业零件应力变形经验预测和连续工艺仿真预测缺乏初始的标定值，因此，目前在相关仿真技术的推动中，准确性较差一直是影响该方面技术的难题。现有技术中存在的问题：零件应力变形经验预测和连续工艺仿真预测准确性较低。
技术实现思路
本申请实施例中提供了一种热处理时效温度确定方法及装置，以解决上述技术问题。根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种热处理时效温度确定方法，包括：检测铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力；根据残余应力检测结果以及铝合金薄壁结构件的外形变化规律，反向求出铝合金薄壁结构件毛坯进行热处理时效的温度变化值。根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种热处理时效温度确定装置，包括：检测模块，用于检测铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力；计算模块，用于根据残余应力检测结果以及铝合金薄壁结构件的外形变化规律，反向求出铝合金薄壁结构件毛坯进行热处理时效的温度变化值。有益效果：采用本申请实施例中提供的热处理时效温度确定方法及装置，能够指导热处理时效人员将对应铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力控制在一个数值相对固定、分布相对均匀、释放相对充分的位置，给零件应力变形经验预测和连续工艺仿真预测提供一个初始的标定值，从而大幅度提高经验预测和仿真预测的准确性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1示出了本申请实施例中热处理时效温度确定方法实施的流程示意图；图2示出了本申请实施例中热处理时效温度确定装置的结构示意图。具体实施方式专利技术人在专利技术过程中注意到：引起铝合金薄壁结构件变形的主要因素主要有以下几个方面：(1)工件自身的力学特性与结构特点铝合金的弹性模量通常为69-73MPa，约为钢的1/3。由于其弹性模量小，屈强比大，导热系数高，自身结构刚性较差，高温条件下强度会迅速下降，在切削加工过程中极易产生回弹，产生“让刀”弹性变形，特别是在加工大型薄壁结构件时，“让刀”和回弹现象更加严重；另外，航空共形结构件形状复杂，在切削加工时容易产生积屑瘤，且整体厚度只有2mm，自身刚度较差等，也是产生较大变形的内在因素。(2)工件的初始残余应力铝合金薄壁结构件毛坯材料通常是采用高强度变形铝合金板直接铣削加工而成的。为了获得高强度、高韧性的机械性能，高强度变形铝合金板必须经过轧制、固溶、热处理时效等一系列工艺流程，在这些工艺处理工程中，因外力、不均匀的弹塑性变形和不均匀的温度场，在板材冷却过程中会产生内应力，即残余应力。在加工过程中，随着材料的不断去除，铝合金板材截面形状和形状变化会导致内部的应力自平衡状态被破坏，残余应力发生释放并重新分布，工件只有通过变形才能达到新的平衡状态。毛坯初始残余应力的释放和重分布是引起铝合金薄壁结构件加工变形的重要原因之一。为了解决现有技术存在的技术问题，本申请提出了一种热处理时效及其温度确定方法、装置，通过把铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力控制在一个数值相对固定、分布相对均匀、释放相对充分的位置，给零件应力变形经验预测和连续工艺仿真预测提供一个初始的标定值，从而大幅度提高经验预测和仿真预测的准确性。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1本申请实施例提供了一种热处理时效温度确定方法，下面进行说明。图1示出了本申请实施例中热处理时效温度确定方法实施的流程示意图，如图所示，所述方法包括：步骤101、检测铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力；步骤102、根据残余应力检测结果以及铝合金薄壁结构件的外形变化规律，反向求出铝合金薄壁结构件毛坯进行热处理时效的温度变化值。实施中，本申请实施例所述的毛坯并不局限于零件加工前的初始毛坯，在铝合金薄壁铣削结构件中大进给粗铣完的毛坯也包含于本申请实施例所针对的实施对象。采用本申请实施例中提供的热处理时效温度确定方法，能够指导热处理时效人员将对应铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力控制在一个数值相对固定、分布相对均匀、释放相对充分的位置，给零件应力变形经验预测和连续工艺仿真预测提供一个初始的标定值，从而大幅度提高经验预测和仿真预测的准确性。目前市面上针对于铝合金残余应力的测量方法主要包括：X射线衍射仪测量和盲孔法测量，其中，X射线衍射仪测量属于无损检测，而盲孔法测量需要开孔性的破坏性测量，但实际的测量效果，破坏性测量的成本和准确性都要优于无损检测。专利技术人在专利技术过程中考虑到，由于本申请实施例的测量对象是铝合金毛坯，所以无损检测的非破坏性要求较低，因此，本申请实施例可以采用如下方式实施。在一种实施方式中，所述检测铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力，包括：在所述铝合金薄壁结构件毛坯上钻孔；利用预先在所述孔周围的应变测量设备测量应变增量；根据所述应变增量以及弹性力学原理计算得到铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力。本申请实施例所涉及的残余应力测量以盲孔法测量原理为基础，同时由于本申请实施例的检测是面向生产加工的过程测量，在测量便易性和快速性都有较高的要求。考虑到残余应力检测所选取的测量位置也直接影响本申请实施例的运算准确性，因此，本申请实施例可以采用如下方式实施。在一种实施方式中，所述检测铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力，包括：根据所述铝合金薄壁结构件外形中影响变形的要素的值，确定所述铝合金薄壁结构件外形中变形趋势最大的位置；对所述位置进行残余应力检测。本申请实施例根据铝合金薄壁结构件外形中影响变形的关键要素，限定最终零件外形中变形趋势较大的对应位置进行毛坯的残余应力检测，进而提高后续运算的准确性。在一种实施方式中，所述铝合金薄壁结构件外形中影响变形的要素，包括：壁厚、长径比等。在一种实施方式中，所述根据残余应力检测结果以及铝合金薄壁结构件的外形变化规律，反向求出铝合金薄壁结构件毛坯进行热处理时效的温度变化值，包括：根据残余应力检测结果以及变形状态，确定毛坯单元的应变增量；根据所述毛坯单元的应变增量，计算出毛坯单元的位移增量；根据所述毛坯单元的位移增量，计算出应力变化量；根据所述应力变化量，反向求出所述应力变化量对应的温度变化值。在一种实施方式中，所述根据所述毛坯单元的应变增量，计算出毛坯单元的位移增量，包括：{dε}e＝[B]{dδ}e；其中，{dε}e为所述毛坯单元的应变增量；[B]为单元应变与节点位移的关系矩阵。在一种实施方式中，所述根据所述毛坯单元的位移增量，计算出应力变化量，包括：{dF}e+{dR}e＝[K]e{dδ}e；其中，{d本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热处理时效温度确定方法，其特征在于，包括如下步骤：检测铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力；根据残余应力检测结果以及铝合金薄壁结构件的外形变化规律，反向求出铝合金薄壁结构件毛坯进行热处理时效的温度变化值。

【技术特征摘要】
1.一种热处理时效温度确定方法，其特征在于，包括如下步骤：检测铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力；根据残余应力检测结果以及铝合金薄壁结构件的外形变化规律，反向求出铝合金薄壁结构件毛坯进行热处理时效的温度变化值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力，包括：在所述铝合金薄壁结构件毛坯上钻孔；利用预先在所述孔周围的应变测量设备测量应变增量；根据所述应变增量以及弹性力学原理计算得到铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测铝合金薄壁结构件毛坯的残余应力，包括：根据所述铝合金薄壁结构件外形中影响变形的要素的值，确定所述铝合金薄壁结构件外形中变形趋势最大的位置；对所述位置进行残余应力检测。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述铝合金薄壁结构件外形中影响变形的要素，包括：壁厚、和/或长径比。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据残余应力检测结果以及铝合金薄壁结构件的外形变化规律，反向求出铝合金薄壁结构件毛坯进行热处理时效的温度变化值，包括：根据残余应力检测结果以及变形状态，确定毛坯单元的应变增量；根据所述毛坯单元的应变增量，计算出毛坯单元的位移增量；根据所述毛坯单元的位移增量，计算出应力变化量；根据所述应力变化量，反向求出所述应力变化量对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：任清川，
申请(专利权)人：四川九洲电器集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51