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金属表面的处理中产生残余应力的原因之热变形效应

更新时间:2018-04-14 点击数:471

金属表面的处理中产生残余应力的原因之热变形效应

金属表面的处理的过程中,刀具工件由于存在相对运动因此会产生摩擦,另外,刀具在作用到工件表层时,使得工件发生了塑性变形的情况,热量都会伴随产生,这样就有一个比较高的温度在工件表面.浅层的温度高而深层的温度低,这样切削完成以后,表面层和深层的部分温度都下降至室温,所产生的的结果就是表层收缩量多,里层收缩量少.这样就会使得表层收缩被里层的限制,最后工件表层产生了张应力,工件里层就存在着压应力.所以,这就是热变形效应带来的残余应力.

那么如何来应对这种不可避免的应力呢?凯东金属表面加工认为,减少进给量可减小残留面积的高度,但过小的进给量将会使切屑厚度太薄,当厚度小于刃口圆弧半径时,会引起薄层切削打滑,产生附加表面粗糙度。刀刃在工件表面留下的残留面积越大,获得表面将越粗糙。用单刃刀切削时,残留面积只与进给量、刀尖圆弧半径及刀具的主偏角和副偏角有关。减小进给量,减小主偏角、副偏角,增大刀尖圆角半径,都能减小残留面积的高度,从而降低了零件表面粗糙度的值。进给量对表面粗糙度影响较大,但其值较低时,虽然有利于表面粗糙度值的降低,但影响生产率机械加工产生残余应力的影响。切削过程中刀具的影响因素。

从零件切削加工过程考虑,刀具的刃口圆角及后面的挤压与摩擦使金属材料发生塑性变形,严重恶化了表面粗糙度。在加工塑性材料形成带状切屑时,在前刀面上容易形成硬度很高的积屑瘤,它可以代替前刀面和切削刃进行切削,使刀具的几何角度、背吃刀量发生变化。积屑瘤的轮廓很不规则,因而使工件表面出现深浅和宽窄都不断变化的刀痕;有些积屑瘤嵌入工件表面,增加了表面粗糙度。切削加工时的振动也使加工工件表面粗糙度值增大。残余应力及加工硬化

已加工表面层常有残余应力,分为残余张应力和残余压应力。残余张应力会降低零件的疲劳强度,有时甚至在切削度。

金属表面的处理时在加工表面金属层内有塑性变形发生,使表面金属的比容加大。由于塑性变形只在表层金属中产生,表层金属的比容增大,不可避免地要受到与它相连的里层金属的阻止,因此就在表面金属层产生了残余应力,而在里层金属中产生残余拉应力。切削加工中,切削区会有大量的切削热产生,不同金相组织具有不同的密度和不同的比容。如果表面层金属产生了金相组织的变化,表层金属比容的变化必然要受到与之相连的基体金属的阻碍,因而就有残余应力产生从而造成工件表面粗糙度值增加。哈尔滨凯东科技金属表面加工为您提供残余应力检测仪,让您实时掌握加工中的残余应力,更好的完成产品的加工,欢迎您前来咨询.


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