一,、什么是殘余應(yīng)力
殘余應(yīng)力,、也稱(chēng)內(nèi)應(yīng)力,,是指當(dāng)外部載荷去掉以后,,仍存留在工件內(nèi)部的應(yīng)力,。殘余應(yīng)力是由于金屬內(nèi)部組織,,發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的。其外界因素來(lái)自熱加工和冷加工,。具有內(nèi)應(yīng)力的工件,,是處在一種不穩(wěn)定狀態(tài)之中,其內(nèi)部的組織有強(qiáng)烈地恢復(fù)到?jīng)]有內(nèi)應(yīng)力的穩(wěn)定狀態(tài)的傾向,。工件的形狀逐漸改變(如翹曲變形)從而喪失其原有精度,。如果把存在內(nèi)應(yīng)力的工件裝配到機(jī)器中,則會(huì)因其在使用中的變形而破壞整臺(tái)機(jī)器的精度,。
二,、殘余應(yīng)力的來(lái)源
外力使零件變形,其中引起塑性變形的外力作的功,,以零件內(nèi)部材料變形而存貯在零件內(nèi)。當(dāng)外力消除以后,,應(yīng)力不均勻的能量要釋放出來(lái),,引起了零件緩慢地變形,即殘余應(yīng)力作功,,直到能量全部釋放出來(lái)為止,。在機(jī)械制造中,各種工藝過(guò)程往往都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。但是,,如果從本質(zhì)上講,,產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因可以歸結(jié)為:
(1)不均勻的塑性變形;
(2)不均勻的溫度變化,;
(3)不均勻的相變,。
三、殘余應(yīng)力對(duì)機(jī)械零部件的影響
(1)引起物體尺寸和形狀的變化,。當(dāng)在變形物體內(nèi)存在殘余應(yīng)力時(shí),,則物體將會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形或晶格畸變。若此殘余應(yīng)力因某種原因消失或其平衡遭到破壞,,此相應(yīng)的變形也將發(fā)生變化,,引起物體尺寸和形狀改變。
(2)使零件的使用壽命縮短,。因殘余應(yīng)力本身是相互平衡的,,所以當(dāng)具有殘余應(yīng)力的物體受載荷時(shí),在物體內(nèi)有的部分的工作應(yīng)力,,為外力所引起的應(yīng)力與此殘余應(yīng)力之和,,有的部分為其差,這樣就會(huì)造成應(yīng)力在物體內(nèi)的分布不均,。此時(shí)工作應(yīng)力達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度時(shí),,物體將會(huì)產(chǎn)生塑性變形;達(dá)到材料的斷裂強(qiáng)度時(shí),,物體將會(huì)產(chǎn)生斷裂,,從而縮短了零件的使用壽命。
(3)降低了金屬的塑性,、沖擊韌性,。當(dāng)具有殘余應(yīng)力的物體繼續(xù)進(jìn)行塑性加工時(shí),由于殘余應(yīng)力的存在可加強(qiáng)物體內(nèi)的應(yīng)力和變形的不均勻分布,,使金屬的變形抗力升高,,塑性降低。
(4)降低金屬的耐蝕性以及和疲勞強(qiáng)度等,。由于零件內(nèi)部的殘余應(yīng)力,,使其處于高能量狀態(tài),易與氧化介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用,,造成腐蝕,,即應(yīng)力腐蝕,從而降低了零件的耐蝕性,,殘余應(yīng)力還改變了材料表面受載時(shí)的應(yīng)力分布,,降低疲勞強(qiáng)度,。
四、殘余應(yīng)力對(duì)零件切削加工影響
對(duì)切削加工過(guò)程的影響車(chē)削零件的毛坯,,一般為鑄件,、鍛件、型材和經(jīng)過(guò)熱處理的半成品,,由于毛坯在形成的過(guò)程中,,有過(guò)溫度的劇烈變化及受力變形,因此內(nèi)部具有殘余應(yīng)力,,在切削時(shí)形狀發(fā)生變化,,原應(yīng)力平衡狀態(tài)被打破,導(dǎo)致了切削過(guò)程的變形,。
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4.1產(chǎn)生切削殘余應(yīng)力
金屬的切削,,實(shí)質(zhì)上是工件受刀具的擠壓和摩擦,使工件表面產(chǎn)生彈性變形和塑性變形,,切屑從母體分離的過(guò)程,。在切削過(guò)程中,工件受到切削力,,產(chǎn)生切削熱而使切削溫度上升,,切削完成后,工件的已加工表面即產(chǎn)生了殘余應(yīng)力,,使工件在以后的使用中發(fā)生變形,,精度降低,使用性能和下降,,使用壽命縮短,。
4.2影響殘余應(yīng)力的因素
(1)切削用量。切削速度———切削速度提高,,工件溫度上升,,殘余應(yīng)力增加;走刀量和切削深度———走刀量和切削深度越大,,切削力就越大,,殘余應(yīng)力也越大。
(2)刀具角度,。增大刀具的前角,,刃傾角,可使刀具鋒利,,減小切削力,。
(3)切削液。切削液具有潤(rùn)滑和冷卻作用,,在加工中使用切削液,,可減小切削力和降低切削溫度,使殘余應(yīng)力減小
五,、減小和消除殘余應(yīng)力的措施和方法
5.1 采用合理的工藝結(jié)構(gòu)在零件的設(shè)計(jì)時(shí),,采用合理的工藝結(jié)構(gòu),避免厚薄不勻,,尖角結(jié)構(gòu)等,,鑄件宜使用鑄造圓角。
5.2 合理安排工藝路線對(duì)于精密零件,,粗,、精加工分開(kāi)。對(duì)于大型零件,,由于粗,、精加工一般安排在一個(gè)工序內(nèi)進(jìn)行,故粗加工后先將工件松開(kāi),,使其自由變形,,再以較小的夾緊力夾緊工件進(jìn)行精加工。
5.3 采用合理的切削條件,。在零件的精加工時(shí),,使用較小的切削和走刀量以及較高的切削速度,使用鋒利的刀具和使用切削液進(jìn)行潤(rùn)滑冷卻,,以減小切削力和降低切削溫度,,減小殘余應(yīng)力。
5.4 采取時(shí)效處理技術(shù)
(1)自然時(shí)效處理,。
(2)熱時(shí)效處理,。這是目前使用最廣的一種方法,但其投資和能源消耗都較大,,使生產(chǎn)成本增加,,而且精加工后零件進(jìn)行加熱時(shí)效,有可能產(chǎn)生氧化而影響表面品質(zhì),。
(3)振動(dòng)時(shí)效處理,。這是消除殘余應(yīng)力、減少變形以及保持工件尺寸穩(wěn)定的一種新方法,�,?捎糜阼T造件、鍛件,、切削加工工件等,。它是以激振的形式,將機(jī)械能加到含有大量殘余應(yīng)力的工件內(nèi),,引起工件金屬內(nèi)部晶格錯(cuò)位蠕變,,使金屬的結(jié)構(gòu)狀態(tài)穩(wěn)定,,以減少和消除工件的內(nèi)應(yīng)力。不需龐大的設(shè)備,,經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便,,效率高。頻譜諧波時(shí)效技術(shù)是在此機(jī)床上的發(fā)展,,能消除60-70%的應(yīng)力,,在穩(wěn)定尺寸和形狀精度上非常有效。
(內(nèi)容轉(zhuǎn)自豪克能微信公眾號(hào))
" t3 d+ i$ Z0 E未來(lái)第一站 發(fā)表于 2017-3-15 11:49
在國(guó)內(nèi),,無(wú)論鑄造件,,機(jī)加件,焊接件,,時(shí)效都是名存實(shí)亡的,,雖然大家都知道。
xiaobing86203 發(fā)表于 2017-3-15 12:15
時(shí)效處理耗時(shí)較長(zhǎng),,在快速發(fā)展的柔性生產(chǎn)模式下,這項(xiàng)技術(shù)是否需要突破時(shí)間的制約
jinglei3617 發(fā)表于 2017-3-15 16:02
第一次了解震動(dòng)時(shí)效,,學(xué)習(xí)
大陸架 發(fā)表于 2017-3-15 14:46+ U0 N+ W0 p' U, B9 U. ?
嫌自然時(shí)效時(shí)間長(zhǎng),可以去專(zhuān)業(yè)的熱處理公司做消除應(yīng)力的正火處理,;要做出質(zhì)量穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)焊件和鑄造,、鍛壓件 ...
你總是說(shuō)有蚊子 發(fā)表于 2017-3-16 10:01
可以留下個(gè)郵箱啊,我給你發(fā)些詳細(xì)資料
未來(lái)第一站 發(fā)表于 2017-3-15 11:49
在國(guó)內(nèi),無(wú)論鑄造件,,機(jī)加件,,焊接件,時(shí)效都是名存實(shí)亡的,,雖然大家都知道,。
面壁深功 發(fā)表于 2017-3-15 13:38
不要增加表面擊打(如拋丸),,也是一項(xiàng)快捷的去應(yīng)力方法。不過(guò)這同振動(dòng)一樣,,不徹底
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