精密机械加工中工件的表面层残余应力

上篇我们给大家简述了“机械加工中表层金属的金相组织变化”，接下来鹏基精密小编就给大家继续分享“精密机械加工中工件的表面层残余应力”

一、精密机械加工中工件的表面层残余应力定义

机械加工中工件表面层组织发生变化时，在表面层及其与基体材料的交界处会产生互相平衡的弹性力。这种应力即为表面层的残余应力。

二、精密机械加工中工件表面层残余应力的产生的原因

1、冷态塑变

工件表面受到挤压与摩擦，表层产生伸长塑变，基体仍处于弹性变形状态。切削后，表层产生残余压应力，而在里层产生残余拉伸应力。

2、热态塑变

表层产生残余拉应力，里层产生产生残余压应力

3、金相组织变化

比容大的组织→比容小的组织→体积收缩，产生拉应力，反之，产生压应力。（密度小，比容大）

三、磨削裂纹的产生

磨削裂纹和残余应力有着十分密切的关系。在磨削过程中，当工件表面层产生的残余应力超过工件材料的强度极限时，工件表面就会产生裂纹。磨削裂纹常与烧伤同时出现。

四、影响表层金属残余应力的工艺因素

机械加工后工件表面层的残余应力是冷态塑性变形、热态塑性变形和金相组织变化的综合结果。切削加工时起主要作用的往往是冷态塑性变形，表面层常产生残余压缩应力。

五、影响磨削残余应力的工艺因素

磨削加工中，塑性变形大且热量大，工件表面温度高，热因素和塑性变形对磨削表面残余应力的影响均较大。

若热因素主导，工件表面产生残余拉应力；

若塑性变形主导，工件表面产生残余压应力；

当工件表面温度超过相变温度且又冷却充分时，工件表面出现淬火烧伤，此时金相组织变化起主要作用，工件表面产生残余压应力。

精细磨削时，塑性变形起主导作用，工件表面产生残余压应力。

六、工件最终工序加工方法的选择

考虑零件具体工作条件及零件可能的破坏形式。交变载荷作用下，拉应力造成微观裂纹扩大，导致零件断裂破坏。压应力加工方法。滑动表面，抵抗磨损，拉应力加工方法。

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