《機(jī)械加工表面質(zhì)量》PPT課件.ppt

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1、6.3 機(jī) 械 加 工 表 面 質(zhì) 量 機(jī) 械 加 工 表 面 質(zhì) 量 是 以 機(jī) 械 零 件 的 加 工 表面 和 表 面 層 作 為 分 析 和 研 究 對(duì) 象 的 。 零 件 表面 和 表 面 層 經(jīng) 過(guò) 常 規(guī) 機(jī) 械 加 工 或 特 種 加 工 后總 是 存 在 著 一 定 程 度 的 微 觀 不 平 度 、 冷 作 硬化 、 殘 余 應(yīng) 力 以 及 金 相 組 織 變 化 等 問(wèn) 題 ， 雖然 只 產(chǎn) 生 在 很 薄 的 表 面 層 中 ， 但 對(duì) 零 件 的 使用 性 能 如 配 合 精 度 、 耐 磨 性 、 抗 腐 蝕 性 和 疲勞 強(qiáng) 度 等 有 很 大 影 響 。 研 究

2、 機(jī) 械 加 工 表 面 質(zhì) 量 的 目 的 ， 就 是 為 了掌 握 機(jī) 械 加 工 中 各 種 工 藝 因 素 對(duì) 加 工 表 面 質(zhì) 量影 響 的 規(guī) 律 ， 以 便 運(yùn) 用 這 些 規(guī) 律 來(lái) 控 制 加 工 過(guò)程 ， 最 終 達(dá) 到 改 善 表 面 質(zhì) 量 、 提 高 產(chǎn) 品 使 用 性能 的 目 的 。 機(jī) 械 加 工 表 面 質(zhì) 量 主 要 內(nèi) 容 包 括 兩 部 分 ，即 表 面 的 幾 何 形 狀 特 征 和 表 面 層 的 物 理 、 機(jī) 械性 能 變 化 。 1.表 面 的 幾 何 形 狀 特 性 ， 主 要 由 以 下 兩 個(gè) 部 分 組成 ：(1)表 面 粗 糙 度

3、： 表 面 的 微 觀 幾 何 形 狀 誤 差 ；(2)波 度 ： 介 于 加 工 精 度 （ 宏 觀 ） 和 表 面 粗 糙 度之 間 的 周 期 性 幾 何 形 狀 誤 差 ， 它 主 要 是 加 工 過(guò)程 中 工 藝 系 統(tǒng) 的 振 動(dòng) 所 引 起 的 。 2.表 面 層 的 物 理 、 機(jī) 械 性 能 的 變 化 ， 主 要 有 以 下三 個(gè) 方 面 的 內(nèi) 容 ：(1)表 面 層 因 塑 性 變 形 引 起 的 冷 作 硬 化 ；(2)表 面 層 因 切 削 熱 引 起 的 金 相 組 織 的 變 化 ；(3)表 面 層 中 產(chǎn) 生 的 殘 余 應(yīng) 力 。工 件 表 面 的 波 度

4、是 由 機(jī) 械 加 工 振 動(dòng) 引 起 的 。 一 、 機(jī) 械 加 工 表 面 質(zhì) 量 對(duì) 機(jī) 器 使 用 性 能 的 影 響1.表 面 質(zhì) 量 對(duì) 耐 磨 性 的 影 響 表 面 粗 糙 度 對(duì) 耐 磨 性 的 影 響 零 件 磨 損 的 三 個(gè) 階 段 ： 初 期 磨 損 階 段 ， 正 常磨 損 階 段 ， 急 劇 磨 損 階 段 。 摩 擦 副 的 磨 損 過(guò) 程 表 面 粗 糙 度 對(duì)零 件 表 面 磨 損 的 影響 很 大 。 一 般 說(shuō) 表面 粗 糙 度 值 愈 小 ，其 耐 磨 性 愈 好 。 接 觸 面 的 表面 粗 糙 度 有 一 個(gè) 最佳 值 。 表 面 粗 糙 度 與

5、初 期 磨 損 量 的關(guān) 系 表 面 粗 糙 度 的 最 佳 值 與 零 件 的 工 作情 況 有 關(guān) ， 工 作 載 荷 加 大 時(shí) ， 初 期 磨 損量 增 大 ， 表 面 粗 糙 度 最 佳 值 也 加 大 。 表 面 冷 作 硬 化 對(duì) 耐 磨 性 的 影 響 加 工 表 面 的 冷 作 硬 化 ， 使 摩 擦 副 表 面 層 金屬 的 顯 微 硬 度 提 高 ， 故 一 般 可 使 耐 磨 性 提 高 。但 過(guò) 分 的 冷 作 硬 化 將 引 起 金 屬 組 織 過(guò) 度 疏 松 ，甚 至 出 現(xiàn) 裂 紋 和 表 層 金 屬 的 剝 落 ， 使 耐 磨 性 下降 。 如 果 表 面 層

6、 的 金 相 組 織 發(fā) 生 變 化 ， 其 表 層硬 度 相 應(yīng) 地 也 隨 之 發(fā) 生 變 化 ， 影 響 耐 磨 性 。 2.表 面 質(zhì) 量 對(duì) 疲 勞 強(qiáng) 度 的 影 響 金 屬 受 交 變 載 荷 作 用 后 產(chǎn) 生 的 疲 勞 破 壞 往往 發(fā) 生 在 零 件 表 面 或 表 面 冷 硬 層 下 面 ， 因 此 零件 的 表 面 質(zhì) 量 對(duì) 疲 勞 強(qiáng) 度 影 響 較 大 。 殘 余 應(yīng) 力 、 冷 作 硬 化 對(duì) 疲 勞 強(qiáng) 度 的 影 響 殘 余 應(yīng) 力 對(duì) 零 件 疲 勞 強(qiáng) 度 的 影 響 很 大 。 表面 層 殘 余 拉 應(yīng) 力 將 使 疲 勞 裂 紋 擴(kuò) 大 ， 加 速

7、 疲 勞破 壞 ； 而 表 面 層 殘 余 壓 應(yīng) 力 能 夠 阻 止 疲 勞 裂 紋的 擴(kuò) 展 ， 延 緩 疲 勞 破 壞 的 發(fā) 生 。 表 面 冷 硬 一 般 伴 有 殘 余 壓 應(yīng) 力 的 產(chǎn) 生 ， 可以 防 止 裂 紋 產(chǎn) 生 并 阻 止 己 有 裂 紋 的 擴(kuò) 展 ， 對(duì) 提高 疲 勞 強(qiáng) 度 有 利 。 3.表 面 質(zhì) 量 對(duì) 耐 蝕 性 的 影 響 零 件 的 耐 蝕 性 在 很 大 程 度 上 取 決 于 表 面 粗糙 度 。 表 面 粗 糙 度 值 愈 大 ， 則 凹 谷 中 聚 積 腐 蝕性 物 質(zhì) 就 愈 多 ， 抗 蝕 性 就 愈 差 。 表 面 層 的 殘 余 拉

8、 應(yīng) 力 會(huì) 產(chǎn) 生 應(yīng) 力 腐 蝕 開(kāi) 裂 ，降 低 零 件 的 耐 蝕 性 ， 而 殘 余 壓 應(yīng) 力 則 能 防 止 應(yīng)力 腐 蝕 開(kāi) 裂 。 二 、 影 響 表 面 粗 糙 度 的 因 素1.切 削 加 工 影 響 表 面 粗 糙 度 的 因 素 刀 具 幾 何 形 狀 的 復(fù) 映 刀 具 相 對(duì) 于 工 件 作 進(jìn) 給 運(yùn)動(dòng) 時(shí) ， 在 加 工 表 面 留 下 了 切 削 層 殘 留 面 積 ， 其 形狀 是 刀 具 幾 何 形 狀 的 復(fù) 映 ， 見(jiàn) 圖 。車(chē) 削 時(shí) 工 件 表 面 的 殘 留 面 積 對(duì) 于 車(chē) 削 ， 如 果 背 吃 刀 量 較 大 ， 主 要 是 以 刀刃

9、的 直 線 部 分 形 成 表 面 粗 糙 度 ， 此 時(shí) 可 不 考 慮 刀刃 圓 弧 半 徑 的 影 響 ， 按 圖 a的 幾 何 圖 形 可 求 得 ：r rc o t c o tfH 車(chē) 削 時(shí) 工 件 表 面 的 殘 留 面 積 如 果 背 吃 刀 量 較 小 ， 工 件 表 面 粗 糙 度 則 主 要 由 刀刃 的 圓 弧 部 分 形 成 ， 此 時(shí) 按 圖 b的 幾 何 圖 形 可 求 得 ：22 (1 cos ) 2 sin 2 8fH r r r 車(chē) 削 時(shí) 工 件 表 面 的 殘 留 面 積 式 中 殘 留 面 積 高 度 ； f 進(jìn) 給 量 ； 主 偏 角 （ ） ； 副

10、 偏 角 ； r刀 尖 圓 弧 半 徑 。由 上 述 公 式 可 知 ， 減 小 f 、 、 及 加 大 r，可 減 小 殘 留 面 積 的 高 度 。Hrk rk rk rk 此 外 ， 適 當(dāng) 增 大 刀 具 的 前 角 以 減 小 切 削時(shí) 的 塑 性 變 形 程 度 ， 合 理 選 擇 冷 卻 潤(rùn) 滑 液 和提 高 刀 具 刃 磨 質(zhì) 量 以 減 小 切 削 時(shí) 的 塑 性 變 形和 抑 制 刀 瘤 、 鱗 刺 的 生 成 ， 也 是 減 小 表 面 粗糙 度 值 的 有 效 措 施 。 工 件 材 料 的 性 質(zhì) 加 工 塑 性 材 料 時(shí) ， 由 刀 具 對(duì) 金 屬 的 擠 壓產(chǎn)

11、生 了 塑 性 變 形 ， 加 之 刀 具 迫 使 切 屑 與 工 件分 離 的 撕 裂 作 用 ， 使 表 面 粗 糙 度 值 加 大 。 工 件 材 料 韌 性 愈 好 ， 金 屬 的 塑 性 變 形 愈大 ， 加 工 表 面 就 愈 粗 糙 。 加 工 脆 性 材 料 時(shí) ， 切 屑 呈 碎 粒 狀 ， 由 于切 屑 的 崩 碎 而 在 加 工 表 面 留 下 許 多 麻 點(diǎn) ， 使表 面 粗 糙 。 切 削 用 量 切 削 速 度 對(duì) 表 面 粗 糙 度 的 影 響 很 大 。 加工 塑 性 材 料 時(shí) ， 若 切 削 速 度 處 在 產(chǎn) 生 積 屑 瘤和 鱗 刺 的 范 圍 內(nèi) ，

12、加 工 表 面 將 很 粗 糙 ， 見(jiàn) 圖 。若 將 切 削 速 度 選 在 積 屑 瘤 和 鱗 刺 產(chǎn) 生 區(qū) 域 之外 ， 則 可 使 表 面 粗 糙 度 值 明 顯 減 小 。加 工 塑 性 材 料 時(shí) 切 削 速 度 對(duì) 表 面 粗 糙 度 的 影 響 進(jìn) 給 量 對(duì) 表 面 粗 糙 度 的 影 響 甚 大 。 背 吃 刀 量 對(duì) 表 面 粗 糙 度 也 有 一 定 影 響 。過(guò) 小 的 背 吃 刀 量 或 進(jìn) 給 量 ， 將 使 刀 具 在被 加 工 表 面 上 擠 壓 和 打 滑 ， 形 成 附 加 的塑 性 變 形 ， 會(huì) 增 大 表 面 粗 糙 度 值 。 2.磨 削 加 工

13、影 響 表 面 粗 糙 度 的 因 素 磨 削 加 工 表 面 粗 糙 度 的 形 成 也 是 由 幾 何 因素 和 表 面 金 屬 的 塑 性 變 形 來(lái) 決 定 的 。 從 幾 何 因 素 的 角 度 分 析 ， 被 磨 表 面 單 位 面積 上 通 過(guò) 的 砂 粒 數(shù) 愈 多 ， 則 該 面 積 上 的 刻 痕 愈多 ， 刻 痕 的 等 高 性 愈 好 ， 表 面 粗 糙 度 值 愈 小 。 從 塑 性 變 形 的 角 度 分 析 ， 磨 削 過(guò) 程 溫 度高 ， 磨 削 加 工 時(shí) 產(chǎn) 生 的 塑 性 變 形 要 比 刀 刃 切削 時(shí) 大 得 多 。 磨 削 時(shí) ， 金 屬 沿 著 磨

14、 粒 的 兩 側(cè)流 動(dòng) ， 形 成 溝 槽 兩 側(cè) 的 隆 起 ， 使 表 面 粗 糙 度值 增 大 。 影 響 磨 削 表 面 粗 糙 度 的 主 要 因 素 有 ： 砂 輪 的 粒 度 砂 輪 的 粒 度 號(hào) 數(shù) 愈 大 ， 磨 粒 愈 細(xì) ， 表 面 粗糙 度 值 愈 小 。 但 過(guò) 細(xì) ， 砂 輪 容 易 堵 塞 ， 反 而 會(huì)增 大 工 件 表 面 的 粗 糙 度 值 。 砂 輪 的 硬 度 砂 輪 太 硬 ， 工 件 表 面 粗 糙 度 值 增 大 。 砂輪 太 軟 ， 工 件 表 面 粗 糙 度 值 也 會(huì) 增 大 。 砂 輪 的 修 整 修 整 砂 輪 的 金 剛 石 工 具

15、愈 鋒 利 ， 修 整 導(dǎo) 程愈 小 ， 修 整 深 度 愈 小 ， 表 面 粗 糙 度 值 愈 小 。 磨 削 速 度 提 高 磨 削 速 度 ， 工 件 表 面 粗 糙 度 值 小 。 磨 削 徑 向 進(jìn) 給 量 與 光 磨 次 數(shù) 增 大 磨 削 徑 向 進(jìn) 給 量 ， 塑 性 變 形 增 大 ， 被磨 表 面 粗 糙 度 值 增 大 。 增 多 光 磨 次 數(shù) ， 可 顯 著 降 低 磨 削 表 面 粗 糙度 值 。 光 磨 ： 磨 削 將 結(jié) 束 時(shí) 不 再 作 徑 向 進(jìn) 給 ， 僅靠 工 藝 系 統(tǒng) 的 彈 性 恢 復(fù) 進(jìn) 行 的 磨 削 。 n 工 件 圓 周 進(jìn) 給 速 度

16、與 軸 向 進(jìn) 給 量 工 件 圓 周 進(jìn) 給 速 度 和 軸 向 進(jìn) 給 量 小 ， 表 面 粗糙 度 值 也 小 。 但 過(guò) 小 有 可 能 出 現(xiàn) 燒 傷 。 冷 卻 潤(rùn) 滑 液 冷 卻 潤(rùn) 滑 液 可 及 時(shí) 沖 掉 碎 落 的 磨 粒 ， 減 輕 砂輪 與 工 件 的 摩 擦 ， 降 低 磨 削 區(qū) 的 溫 度 ， 減 小 塑 性變 形 ， 并 能 防 止 磨 削 燒 傷 ， 使 表 面 粗 糙 度 值 變 小 。 三 、 影 響 加 工 表 面 層 物 理 機(jī) 械 性 能 的 因 素 在 切 削 加 工 中 ， 工 件 由 于 受 到 切 削 力 和切 削 熱 的 作 用 ， 使

17、表 面 層 金 屬 的 物 理 機(jī) 械 性能 產(chǎn) 生 變 化 ， 最 主 要 的 變 化 是 表 面 層 金 屬 顯微 硬 度 的 變 化 、 金 相 組 織 的 變 化 和 殘 余 應(yīng) 力的 產(chǎn) 生 。 由 于 磨 削 加 工 時(shí) 所 產(chǎn) 生 的 塑 性 變 形和 切 削 熱 比 刀 刃 切 削 時(shí) 更 嚴(yán) 重 ， 因 而 磨 削 加工 后 加 工 表 面 層 上 述 三 項(xiàng) 物 理 機(jī) 械 性 能 的 變化 會(huì) 更 大 。 1.表 面 層 冷 作 硬 化 冷 作 硬 化 及 其 評(píng) 定 參 數(shù) 機(jī) 械 加 工 過(guò) 程 中 因 切 削 力 作 用 產(chǎn) 生 的 塑 性變 形 ， 使 晶 格 扭

18、 曲 、 畸 變 ， 晶 粒 間 產(chǎn) 生 剪 切 滑移 ， 晶 粒 被 拉 長(zhǎng) 和 纖 維 化 ， 甚 至 破 碎 ， 這 些 都會(huì) 使 表 面 層 金 屬 的 硬 度 和 強(qiáng) 度 提 高 ， 這 種 現(xiàn) 象稱 為 冷 作 硬 化 。 表 面 層 金 屬 強(qiáng) 化 的 結(jié) 果 ， 會(huì) 增 大 金 屬 變 形的 阻 力 ， 減 小 金 屬 的 塑 性 ， 金 屬 的 物 理 性 質(zhì) 也會(huì) 發(fā) 生 變 化 。 被 冷 作 硬 化 的 金 屬 處 于 高 能 位 的 不 穩(wěn) 定 狀態(tài) ， 只 要 一 有 可 能 ， 金 屬 的 不 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 就 要 向比 較 穩(wěn) 定 的 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 化 ， 這

19、種 現(xiàn) 象 稱 為 弱 化 。 弱 化 作 用 的 大 小 取 決 于 溫 度 的 高 低 、 溫 度持 續(xù) 時(shí) 間 的 長(zhǎng) 短 和 強(qiáng) 化 程 度 的 大 小 。 評(píng) 定 冷 作 硬 化 的 指 標(biāo) 有 三 項(xiàng) ， 即 表 層 金 屬的 顯 微 硬 度 、 硬 化 層 深 度 和 硬 化 程 度 。 影 響 冷 作 硬 化 的 主 要 因 素 1刀 具 的 影 響 切 削 刃 鈍 圓 半 徑 增 大 ， 對(duì) 表 層 金 屬 的 擠壓 作 用 增 強(qiáng) ， 塑 性 變 形 加 劇 ， 導(dǎo) 致 冷 硬 增 強(qiáng) 。 刀 具 后 刀 面 磨 損 增 大 ， 后 刀 面 與 被 加 工表 面 的 摩 擦

20、 加 劇 ， 塑 性 變 形 增 大 ， 導(dǎo) 致 冷 硬增 強(qiáng) 。 2)切 削 用 量 的 影 響 切 削 速 度 增 大 ， 刀 具 與 工 件 的 作 用 時(shí) 間 縮短 ， 使 塑 性 變 形 擴(kuò) 展 深 度 減 小 ， 冷 硬 層 深 度 減小 。 切 削 速 度 增 大 后 ， 切 削 熱 在 工 件 表 面 層 上的 作 用 時(shí) 間 也 縮 短 了 ， 將 使 冷 硬 程 度 增 加 。 進(jìn) 給 量 增 大 ， 切 削 力 也 增 大 ， 表 層 金 屬 的塑 性 變 形 加 劇 ， 冷 硬 作 用 加 強(qiáng) 。 3)加 工 材 料 的 影 響 工 件 材 料 的 塑 性 愈 大 ，

21、冷 硬 現(xiàn) 象 就 愈 嚴(yán)重 。 碳 鋼 中 含 碳 量 愈 大 ， 強(qiáng) 度 變 高 ， 塑 性 變小 ， 冷 硬 程 度 變 小 。 有 色 金 屬 的 熔 點(diǎn) 低 ， 容易 弱 化 ， 冷 硬 現(xiàn) 象 就 比 鋼 輕 得 多 。 2.表 面 層 材 料 金 相 組 織 變 化 磨 削 加 工 時(shí) ， 磨 削 比 壓 特 別 大 ， 磨 削 速度 很 高 ， 切 除 金 屬 所 消 耗 的 功 率 遠(yuǎn) 大 于 切 削加 工 。 磨 削 加 工 所 消 耗 的 能 量 絕 大 部 分 要 轉(zhuǎn)化 為 熱 ， 傳 給 被 磨 工 件 表 面 ， 使 工 件 溫 度 升高 ， 引 起 加 工 表 面

22、 層 金 屬 金 相 組 織 的 顯 著 變化 。 磨 削 燒 傷 被 磨 工 件 表 面 層 溫 度 達(dá) 到 相 變 溫 度 以 上時(shí) ， 表 層 金 屬 發(fā) 生 金 相 組 織 的 變 化 ， 使 表 層金 屬 強(qiáng) 度 、 硬 度 降 低 ， 并 伴 隨 有 殘 余 應(yīng) 力 產(chǎn)生 ， 甚 至 出 現(xiàn) 微 觀 裂 紋 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 磨 削燒 傷 。 在 磨 削 淬 火 鋼 時(shí) ， 可 能 產(chǎn) 生 以 下 三 種 燒傷 ： 1)回 火 燒 傷 如 果 磨 削 區(qū) 的 溫 度 未 超 過(guò) 淬 火 鋼 的 相 變溫 度 ， 但 己 超 過(guò) 馬 氏 體 的 轉(zhuǎn) 變 溫 度 ， 工 件

23、表層 金 屬 的 回 火 馬 氏 體 組 織 將 轉(zhuǎn) 變 成 硬 度 較 低的 回 火 組 織 ， 這 種 燒 傷 稱 為 回 火 燒 傷 。 2)淬 火 燒 傷 如 果 磨 削 區(qū) 溫 度 超 過(guò) 了 相 變 溫 度 ， 再 加上 冷 卻 液 的 急 冷 作 用 ， 表 層 金 屬 發(fā) 生 二 次 淬火 ， 使 表 層 金 屬 出 現(xiàn) 二 次 淬 火 馬 氏 體 組 織 ，其 硬 度 比 原 來(lái) 的 回 火 馬 氏 體 的 高 ， 在 它 的 下層 ， 因 冷 卻 較 慢 ， 出 現(xiàn) 了 硬 度 比 原 先 的 回 火馬 氏 體 低 的 回 火 組 織 ， 這 種 燒 傷 稱 為 淬 火 燒

24、傷 。 3)退 火 燒 傷 如 果 磨 削 區(qū) 溫 度 超 過(guò) 了 相 變 溫 度 ， 而 磨削 區(qū) 域 又 無(wú) 冷 卻 液 進(jìn) 入 ， 表 層 金 屬 將 產(chǎn) 生 退火 組 織 ， 表 面 硬 度 將 急 劇 下 降 ， 這 種 燒 傷 稱為 退 火 燒 傷 。 改 善 磨 削 燒 傷 的 途 徑 磨 削 熱 是 造 成 磨 削 燒 傷 的 根 源 ， 故改 善 磨 削 燒 傷 有 兩 個(gè) 途 徑 ： 一 是 盡 可 能 地 減 少 磨 削 熱 的 產(chǎn) 生 ； 二 是 改 善 冷 卻 條 件 ， 盡 量 使 產(chǎn) 生 的 熱 量少 傳 入 工 件 。 1)正 確 選 擇 砂 輪 砂 輪 的 硬

25、 度 太 高 ， 鈍 化 了 的 磨 粒 不 易 及時(shí) 脫 落 ， 磨 削 力 和 磨 削 熱 增 加 ， 容 易 產(chǎn) 生 燒傷 ； 選 用 具 有 一 定 彈 性 的 結(jié) 合 劑 可 以 緩 解 磨削 燒 傷 ； 當(dāng) 磨 削 塑 性 較 大 的 材 料 時(shí) ， 為 避 免 砂 輪堵 塞 ， 選 用 磨 粒 較 粗 的 砂 輪 。 2)合 理 選 擇 磨 削 用 量 磨 削 徑 向 進(jìn) 給 量 對(duì) 磨 削 燒 傷 影 響很 大 。 磨 削 徑 向 進(jìn) 給 量 增 加 ， 磨 削 力 和磨 削 熱 急 劇 增 加 ， 容 易 產(chǎn) 生 燒 傷 。 適 當(dāng) 增 大 磨 削 軸 向 進(jìn) 給 量 可 以

26、 減 輕燒 傷 。 3)改 善 冷 卻 條 件 磨 削 時(shí) 冷 卻 液 若 能 更多 地 進(jìn) 入 磨 削 區(qū) ， 就 能 有效 地 防 止 燒 傷 現(xiàn) 象 的 發(fā) 生 。提 高 冷 卻 效 果 的 方 式 有 高壓 大 流 量 冷 卻 、 噴 霧 冷 卻 、內(nèi) 冷 卻 等 。 內(nèi) 冷 卻 的 工 作 原 理 參見(jiàn) 圖 內(nèi) 冷 卻 裝 置1錐 形 蓋 2 通 道 孔 3 砂輪 中 心 腔 4 有 徑 向 小 孔 的 薄壁 套 3.表 面 層 殘 余 應(yīng) 力 產(chǎn) 生 殘 余 應(yīng) 力 的 原 因1)切 削 時(shí) 在 加 工 表 面 金 屬 層 內(nèi) 有 塑 性 變 形 發(fā) 生 ，使 表 層 金 屬 的

27、比 容 加 大 ， 由 于 塑 性 變 形 只 在表 層 金 屬 中 產(chǎn) 生 ， 而 表 層 金 屬 比 容 增 大 ， 體積 膨 脹 ， 不 可 避 免 地 要 受 到 與 它 相 連 的 里 層金 屬 的 阻 止 ， 因 此 就 在 表 面 金 屬 層 產(chǎn) 生 了 殘余 壓 應(yīng) 力 ， 而 在 里 層 金 屬 中 產(chǎn) 生 殘 余 拉 應(yīng) 力 。 2)切 削 加 工 中 ， 切 削 區(qū) 會(huì) 有 大 量 的 切 削 熱 產(chǎn) 生 。下 圖 為 切 削 熱 在 表 層 金 屬 產(chǎn) 生 殘 余 拉 應(yīng) 力 的 分析 過(guò) 程 。 由 于 切 削 熱 在 表 層 金 屬 產(chǎn) 生 殘 余 拉 應(yīng) 力的 分

28、 析 圖 3)不 同 的 金 相 組 織 具 有 不 同 的 密 度 ， 即 具 有 不同 的 比 容 如 果 表 面 層 金 屬 產(chǎn) 生 了 金 相 組 織 的 變 化 ，表 層 金 屬 比 容 的 變 化 必 然 要 受 到 與 之 相 連 的基 體 金 屬 的 阻 礙 ， 因 而 就 有 殘 余 應(yīng) 力 產(chǎn) 生 。 零 件 主 要 工 作 表 面 最 終 工 序 加 工 方 法 的 選 擇 零 件 主 要 工 作 表 面 最 終 工 序 加 工 方 法 的選 擇 至 關(guān) 重 要 ， 因 為 最 終 工 序 在 該 工 作 表 面留 下 的 殘 余 應(yīng) 力 將 直 接 影 響 機(jī) 器 零

29、件 的 使 用性 能 。 選 擇 零 件 主 要 工 作 表 面 最 終 工 序 加 工 方法 ， 須 考 慮 該 零 件 主 要 工 作 表 面 的 具 體 工 作條 件 和 可 能 的 破 壞 形 式 。 在 交 變 載 荷 作 用 下 ， 機(jī) 器 零 件 表 面 上 的局 部 微 觀 裂 紋 ， 會(huì) 因 拉 應(yīng) 力 的 作 用 使 原 生 裂紋 擴(kuò) 大 ， 最 后 導(dǎo) 致 零 件 斷 裂 。 從 提 高 零 件 抵抗 疲 勞 破 壞 的 角 度 考 慮 ， 該 表 面 最 終 工 序 應(yīng)選 擇 能 在 該 表 面 產(chǎn) 生 殘 余 壓 應(yīng) 力 的 加 工 方 法 。 各 種 加 工 方 法 在 加 工 表 面 上 殘 留 的 殘 余 應(yīng)力 情 況 ， 參 見(jiàn) 表 。