残余应力对表面质量的影响

பைடு நூலகம்
残余应力对表面质量的影响
• 影响残余应力的工艺因素主要是刀具的前角、切削速度以及工件 材料的性质和冷却润滑液。但是，具体情形则视其对切削时的塑 性变形、切削温度和金相组织变化的影响程度而定。
冷态塑性变形
塑性变形
残余应力的产生 金相组织变化 热态塑性变形
冷态塑性变形和金相组织变化
• 冷态塑性变形 机械加工时，表层金属产生强烈的塑性变形。工件表面的晶粒 沿切削速度方向被拉长，密度减小，比容增大，而里层材料阻碍这 种变化。所以工件的表面层产生残余压应力，里层产生残余拉应力。 • 金相组织变化 切削时产生高温引起表面的相变，由于不同的金相组织有不 同的比容，表面层金相变化造成体积变化。表面层体积膨胀产生压 应力，体积缩小则产生拉应力。
热态塑性变形
加工时，温度与离表面深度
加工时，应力与离表面深度
开始冷却时，应力与离表面深度
最后冷却时，应力与离表面深度
三类磨削条件
轻磨削——塑性变形 中等磨削——金相组织变化 重磨削——热态塑性变形和金相组织变化
磨削裂纹的产生
• 当工件表面的残余拉应力超过材料的强度极限时，零件表面就会 出现裂纹，一般在0.25~0.50mm的深度，大多数垂直于磨削方 向或成网状。 磨削裂纹产生的主要原因是材料性 质及热处理工序。因此，在磨削前 先去除残余应力会比较好，渗碳、 渗氮时，如果工艺不当，也容易出 现网状裂纹。