Page 43 - 理化检验-物理分册2021年第七期

宋小勇, 等: 数控高速锯床加工 H 型钢拉伸试样的程序段设计及试验结果

( 2 )机加工试样表面粗糙度与拉伸试验结果有
相关性, 特别是对于塑性较差的材料, 一般随表面粗
糙度的增加,材料的断后伸长率会下降, 强度和塑

性都有所降低。

( 3 )拉伸试样的形状公差如果偏差过大, 会使
试样头部容易断, 影响断后伸长率的测量结果。

3 对比验证试验

图 5 程序段 11 进行第二次锯切加工示意图 3.1 试验材料与试验方法
试验 选 用 牌 号 为 Q235 的 H 型 钢, 尺 寸 有
Fi g 5 Schematicdia g ramof p ro g ramse g ment11p erforms

thesecondsawin g 800mm×300mm×14mm×27mm 和 400mm×

200mm×8 mm×13 mm 两 种, 其 翼 缘 厚 度 分 别
2 试样机加工与拉伸试验结果的相关性
为 27 , 13mm 。矩形拉伸试样及带肩拉伸试样分别
制样是通过剪、 锯、 车、 铣、 刨和磨等机加工方式 取自同一轧制批号的 H 型钢样坯的翼缘 1 / 6 处, 矩
将材料加工成符合标准要求的, 但又不能因机加工 形拉伸试样使用两种加工方式进行加工, 方法一为使
而破坏材料的真实性能, 其总原则是不要因机加工 用 D-450H 型数控高速锯床锯切, 方法二为使用鳄鱼
使试样受热或冷加工硬化而影响材料的性能, 而且 剪剪切 → 端面铣床铣 削, 均加工成 GB / T228.1-

加工的精度一定要达到标准的要求 [ 3-4 ] 。机加工精 2010 《 金属材 料 拉 伸 试 验 第 1 部 分: 室 温 试 验 方

度会直接影响力学性能的试验结果, 以 H 型钢翼缘 法》 中规定的标准拉伸试样, 其中矩形拉伸试样 16
拉伸试验为例, 主要有如下几个方面。 组, 带肩拉伸试样 8 组, 然后采用拉伸试验机进行室

( 1 )试样剪切过程中, 当样坯厚度过厚时, 剪切 温拉伸试验。
会使试样发生冷加工硬化, 使得屈服强度和抗拉强 3.2 试验结果与分析

度增大, 据试验数据统计, 厚度大于 20 mm 的样坯 拉伸试验前对试样尺寸进行测量, 每根试样测
进行剪切时均会使试样发生微量冷加工硬化。 量次数不少于 3 次, 拉伸试验结果如表 1~3 所示。
表 1 翼缘厚度为 27mm 的矩形拉伸试样尺寸及试验结果

Tab 1 Dimensionsandtestresultsofrectan g ulartensilesam p leswithflan g ethicknessof27mm
平均厚度 宽度b 0 / 平均宽度 形状公差 / 宽度尺寸公差 /表面粗糙度 屈服强度 / 抗拉强度 / 断后伸长率 /
加工方式
/
/
/
a 0 mm mm b 0 mm mm mm R a μ m MPa MPa %

26.89 30.18 , 30.17 , 30.11 30.15 0.07 0.18 0.63 273.69 423.19 31.53

数控高速 26.92 30.06 , 30.03 , 30.13 30.07 0.10 0.13 0.71 278.02 428.18 30.95
锯床锯切 26.90 30.11 , 30.18 , 30.04 30.10 0.14 0.18 0.52 270.28 425.25 31.22
26.85 30.13 , 30.09 , 30.17 30.13 0.08 0.17 0.61 283.61 425.31 31.33
平均值 26.89 - 30.11 0.098 0.165 0.62 276.40 425.48 31.26

26.89 30.08 , 30.04 , 30.15 30.09 0.11 0.15 2.00 290.58 445.23 27.94
26.92 30.00 , 29.99 , 30.09 30.02 0.10 0.09 2.12 289.67 438.18 28.84
鳄鱼剪剪切 →
端面铣床铣削 26.90 30.01 , 30.09 , 30.06 30.05 0.08 0.09 2.61 279.63 450.69 27.69

26.85 29.98 , 30.00 , 30.05 30.01 0.07 0.05 1.97 288.45 437.31 29.02
平均值 26.91 - 30.04 0.09 0.095 2.18 287.07 442.85 28.37
29.90~
标准值 - - 0.12 ±0.10 - ≥245 380~500 ≥26
30.10

由表 1~3 可以得到以下结论。 度尺寸公差为+0.18mm , 最小为 +0.13mm , 平均值

( 1 )加工方式对试样宽度尺寸公差、 形状公差 [ 5 ] 为+0.165 mm , 最 大 形 状 公 差 为 +0.14 mm , 最 小

的影响。对于厚板来说, 方法一加工出试样的最大宽 为+0.07mm , 平均值为 +0.098mm ; 方法二加工出
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