歡迎找到組織!點(diǎn)擊上方壓力容器人關(guān)注
產(chǎn)生機(jī)理
零件在進(jìn)行切削時(shí),由于已加工表面受到切削力和切削熱的作用而發(fā)生嚴(yán)重的不均勻彈塑性變形,以及金相組織的變化影響將產(chǎn)生切削殘余應(yīng)力。產(chǎn)生切削殘余應(yīng)力的原因主要包括以下三種。
(1)機(jī)械應(yīng)力塑性變形效應(yīng)
在切削過程中,原本與切屑相連的表面層金屬產(chǎn)生相當(dāng)大的、與切削方向相同的彈塑性變形,切屑切離后使表面呈現(xiàn)殘余拉應(yīng)力而心部為殘余壓應(yīng)力。同時(shí),表層金屬在背向力方向也發(fā)生塑性變形,刀具對(duì)加工表面的擠壓使表層金屬發(fā)生拉伸塑性變形,但由于受到基體金屬的阻礙,從而在工件表層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。另外,表層金屬的冷態(tài)塑性變形使晶格扭曲而疏松,密度減小,體積增大,也會(huì)使表層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力而心部為殘余拉應(yīng)力。
(2)熱應(yīng)力塑性變形效應(yīng)
切削時(shí),強(qiáng)烈的塑性變形和摩擦使已加工表面層的溫度很高,而心部溫度較低。當(dāng)熱應(yīng)力超過材料的屈服強(qiáng)度時(shí),表層在高溫下將伸長(zhǎng),但由于受到基體材料的限制,本應(yīng)該發(fā)生的伸長(zhǎng)被壓縮。在切削后的冷卻過程中,金屬彈性逐漸恢復(fù)。當(dāng)冷卻到室溫時(shí),表層金屬要收縮,但由于受到基體金屬的阻礙,工件表層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。
(3)表層局部金相組織轉(zhuǎn)變
切削時(shí)產(chǎn)生的高溫會(huì)引起表面層金相組織的變化,由于不同的金相組織密度不同,表層體積也將發(fā)生變化。例如,馬氏體密度為7.75g/cm3,奧氏體密度為7.968g/cm3,珠光體密度為7.78g/cm3,鐵素體密度為7.88g/cm3。若表層體積膨脹,會(huì)產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力;反之,則產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。
影響因素
切削殘余應(yīng)力的性質(zhì)和大小受很多因素的影響,掌握這些因素的影響規(guī)律并進(jìn)行合理選擇,對(duì)于降低殘余應(yīng)力和優(yōu)化切削過程是很有必要的。
(1)工件材料的影響
工件材料本身狀態(tài)及其物理力學(xué)性能對(duì)切削殘余應(yīng)力產(chǎn)生直接影響。塑性好的材料切削加工后通常產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力;塑性差的材料則產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。根據(jù)工件材料的具體初始應(yīng)力狀態(tài),切削加工可能使工件內(nèi)殘余應(yīng)力值增大或減小。
(2)切削參數(shù)的影響
切削速度的影響一般是通過“溫度因素”來進(jìn)行的。切削速度較低時(shí),易產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力;切削速度較高時(shí),由于切削溫度升高,易產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。增加進(jìn)給量和切削深度時(shí),被切削層金屬的截面及體積增大,使刀刃前的塑性變形區(qū)和變形程度增加。如果此時(shí)切削速度較高,則溫度因素的影響也有所加強(qiáng),因此表面殘余拉應(yīng)力將會(huì)增大。
(3)刀具參數(shù)的影響
當(dāng)增大刀具的前角、后角,減小刀尖的圓弧半徑和切削刃的鈍圓半徑時(shí),殘余應(yīng)力會(huì)減小。刀具的鋒利性、后刀面的磨損或鈍圓半徑對(duì)殘余應(yīng)力的影響很大,其次是刀具前角。
好資料免費(fèi)領(lǐng)
長(zhǎng)按下碼,關(guān)注化工設(shè)備人
【我有什么】中的子菜單【免費(fèi)資料】進(jìn)行了解
點(diǎn)擊圖片可看目錄
![]() | ![]() |