【正文】 溫持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)、強(qiáng)化程度越大，則回復(fù)作用也就越強(qiáng)。冷作硬化產(chǎn)生的原因 機(jī)械加工后的表面層物理機(jī)械性能① 刀具 刀具的切削刃口圓角和后刀面的磨損量對(duì)于冷硬層有很大的影響，此兩值增大時(shí)，冷硬層深度和硬度也隨之增大。② 被加工材料 被加工材料硬度愈低、塑性愈大，切削后的冷硬現(xiàn)象愈嚴(yán)重。 進(jìn)給量增大時(shí)，切削力增大，塑性變形程度也增大，因此硬化現(xiàn)象增大。徑向進(jìn)給量增大時(shí)，冷硬層深度也有所增大，但其影響程度不顯著。 由于砂輪導(dǎo)熱性差、切屑數(shù)量少，磨削過程中能量轉(zhuǎn)化的熱大部分都傳給了工件。C，甚至更高。金相組織變化的原因 機(jī)械加工后的表面層物理機(jī)械性能 磨削淬火鋼時(shí)，由于磨削燒傷，工件表面產(chǎn)生氧化膜并呈現(xiàn)出黃、褐、紫、青、灰等不同顏色，相當(dāng)于鋼的回火色。有時(shí)表面雖看不出變色，但并不等于表面未受熱損傷。金相組織變化的原因 機(jī)械加工后的表面層物理機(jī)械性能磨削淬火鋼時(shí)表面層產(chǎn)生的燒傷有以下三種：① 回火燒傷 磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉(zhuǎn)變溫度而未超過相變溫度，則工件表面原來的馬氏體組織將產(chǎn)生回火現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化成硬度降低的回火組織 —— 索氏體或屈氏體；② 淬火燒傷 磨削區(qū)溫度超過相變溫度，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，由于冷卻液的急冷作用，表層會(huì)出現(xiàn)二次淬火馬氏體，硬度較原來的回火馬氏體高，而它的下層則因?yàn)槔鋮s緩慢成為硬度降低的回火組織。金相組織變化的原因 機(jī)械加工后的表面層物理機(jī)械性能影響磨削加工時(shí)金相組織變化的因素有 : 工件材料工件材料 磨削溫度磨削溫度 溫度梯度溫度梯度 冷卻速度等冷卻速度等 。 未淬火鋼 為擴(kuò)散度低的珠光體，磨削時(shí)間短時(shí)不會(huì)發(fā)生金相組織的變化； 淬火鋼 極易相變。 當(dāng)磨削深度為 20~30μm時(shí)，冷作硬化的影響減少，磨削溫度起了主導(dǎo)作用。 當(dāng)磨削深度增大至 50μm時(shí)，磨削區(qū)最高溫度 超過了 相變臨界溫度 ，急冷時(shí)產(chǎn)生淬火燒傷，而再往里層則硬度又逐漸升高直至未受熱影響的基體組織。產(chǎn)生表面層殘余應(yīng)力的原因：⑴ 冷態(tài)塑性變形 機(jī)械加工時(shí)，表層金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形。殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因 機(jī)械加工后的表面層物理機(jī)械性能⑵ 熱態(tài)塑性變形 機(jī)械加工時(shí)，切削或磨削熱使工件表面局部溫升過高，引起 高溫塑性變形 。 第 1層溫度在塑性溫度以上，產(chǎn)生熱塑變形，故沒有應(yīng)力；第 2層溫度在塑性溫度與室溫之間，只產(chǎn)生彈性熱膨脹，膨脹受到第 3層的阻礙，產(chǎn)生壓應(yīng)力；第 3層處在室溫的冷態(tài)層不產(chǎn)生熱變形，產(chǎn)生拉應(yīng)力。而由于第2層的冷卻收縮，第 3層中的拉應(yīng)力有所減小。殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因 機(jī)械加工后的表面層物理機(jī)械性能機(jī)械加工后的表面層物理機(jī)械性能⑶ 金相組織變化 切削時(shí)產(chǎn)生的高溫會(huì)引起表面的相變。 表面層體積膨脹時(shí)，因?yàn)槭艿交w的限制，產(chǎn)生了壓應(yīng)力；反之產(chǎn)生拉應(yīng)力。 例如：切削時(shí)切削熱不多則以冷態(tài)塑性變形為主，若切削熱多則以熱態(tài)塑性變形為主。輕磨削條件產(chǎn)生淺而小的殘余壓應(yīng)力，因?yàn)榇藭r(shí)沒有金相組織變化，溫度影響也很小，主要是塑性變形的影響在起作用。淬火鋼重磨削條件則產(chǎn)生深而大的拉應(yīng)力（最外表面可能出現(xiàn)小而淺的壓應(yīng)力），這里顯然是由于熱態(tài)塑性變形和金相組織變化的影響在起主導(dǎo)作用的緣故。工件材料的性質(zhì)和冷卻潤(rùn)滑液。影響殘余應(yīng)力的工藝因素 機(jī)械加工后的表面層物理機(jī)械性能 總的來說，磨削加工中熱態(tài)塑性變形和金相組織變化的影響較大，故大多數(shù)磨削零件的表面層往往有殘余拉應(yīng)力。有的磨削裂紋也可能不在工件的外表面，而是在表面層下成為肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。裂紋總是拉應(yīng)力引起的，且常與燒傷同時(shí)出現(xiàn)。 磨削硬質(zhì)合金時(shí)，由于其脆性大，抗拉強(qiáng)度低以及導(dǎo)熱性差，所以特別容易產(chǎn)生磨削裂紋。工件在淬火后如果存在殘余應(yīng)力，則即使在正常的磨削條件下也可能出現(xiàn)裂紋，故在磨削前進(jìn)行去除應(yīng)力的工序能收到很好的效果。磨削裂紋的產(chǎn)生 機(jī)械加工后的表面層物理機(jī)械性能例題 在外圓磨床上磨削一根淬火鋼軸，其強(qiáng)度極限?b=2023MPa，工件表面溫度升至 8000C，因使用冷卻液而產(chǎn)生回火。問工件表面層將產(chǎn)生多大的殘余應(yīng)力？是壓應(yīng)力還是拉應(yīng)力？是否會(huì)產(chǎn)生磨削裂紋？ ⑴ 由于表面層熱作用引起高溫塑性變形，冷卻后表面層產(chǎn)生拉應(yīng)力。已知： ?馬 =10 3kg/m3， ?珠 =10 3kg/m3，由容積與密度的關(guān)系得： V△V/V= ?馬 /?珠即： 1△V/V= ?馬 /?珠 =得體膨脹系數(shù)： △V/V=由于體膨脹系數(shù)是線膨脹系數(shù)的三倍 ,故?殘 2⑶ 綜合上面兩個(gè)情況 ,工件表面總的殘余拉應(yīng)力為：?殘 =?殘 1+?殘 2=1872+257=2129Mpa因?yàn)闅堄嗬瓚?yīng)力 ?殘 =2129Mpa工件強(qiáng)度極限 ?b=2023MPa，所以加工中產(chǎn)生磨削裂紋，裂紋方向與磨削方向垂直。解決的原則：一是減少磨削熱的發(fā)生，二是加速磨削熱的傳出。但這會(huì)使粗糙度值增大而造成矛盾。另一種方法是在磨削過程中連續(xù)測(cè)量磨削區(qū)溫度，然后控制磨削參數(shù)。 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑選擇適宜的磨削液和有效的冷卻方法。 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑對(duì)于承受高應(yīng)力、交變載荷的零件可以采用噴丸、液壓、擠壓、等表面強(qiáng)化工藝使表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力和冷硬層并降低表面粗糙度值，從而提高耐疲勞強(qiáng)度及抗應(yīng)力腐蝕性能。 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑噴丸是一種用壓縮空氣或離心力將大量直徑細(xì)?。?216?？梢杂糜谌魏螐?fù)雜形狀的零件。硬化深度可達(dá)０ .７ mm,表面粗糙度可自３ .２降到０ .４。例如，齒輪可提高４倍，螺旋彈簧可提高５５倍以上。表面粗糙度可自１ .６降至０ .１，表面硬化深度達(dá)０ .２～１ .５ mm硬化程度１０％～４０％。采用精密加工工藝能全面地提高加工精度和表面質(zhì)量，而光整加工工藝主要是為了獲得較高的表面質(zhì)量。精密加工的切削深度和進(jìn)給量一般極小，切削速度則很高或極低，加工時(shí)盡可能進(jìn)行充分的冷卻和潤(rùn)滑，以有利于最大限度地排除切削力，切削熱對(duì)加工質(zhì)量的影響，并有利于降低表面粗糙度。 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑精密加工工藝方法有高速精膛、高速精車、寬刃精刨和細(xì)密磨削等。 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑使工件表面獲得粗糙度小于０ .１６、圓度誤差小于０ .５在、直線度誤差小于１／３００ mm，同軸度誤差小于１的磨削工藝，通常稱為細(xì)密磨削。細(xì)密磨削是依靠砂輪工作面上修整出大量等高微刃進(jìn)行精密加工的，這些等高微刃能從尚具有微量缺陷和尺寸、形狀誤差的工件表面切除極微薄的余量，故可獲得很高的加工精度。 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑光整加工是用粒度很細(xì)的磨料對(duì)工件表面進(jìn)行微量切削和擠壓的過程 .光整加工是按照隨機(jī)創(chuàng)知成形原理 ,加工中磨具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)盡可能復(fù)雜 ,盡可能使磨料不走重復(fù)的軌跡 ,讓工件加工表面各點(diǎn)都受到具有很大隨機(jī)性的接觸條件 ,以突出它們間的高點(diǎn) ,進(jìn)行相互修整 ,使誤差逐步均化而得到消除 ,從而獲得極光的表面和高于磨具原始精度的加工精度 . 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑光整加工是用粒度很細(xì)的磨料對(duì)工件表面進(jìn)行微量切削和擠壓的過程 .光整加工是按照隨機(jī)創(chuàng)知成形原理 ,加工中磨具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)盡可能復(fù)雜 ,盡可能使磨料不走重復(fù)的軌跡 ,讓工件加工表面各點(diǎn)都受到具有很大隨機(jī)性的接觸條件 ,以突出它們間的高點(diǎn) ,進(jìn)行相互修整 ,使誤差逐步均化而得到消除 ,從而獲得極光的表面和高于磨具原始精度的加工精度 . 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑 光整加工工藝的共同特點(diǎn)是沒有與磨削深度相對(duì)應(yīng)的磨削用量參數(shù) ,一般只規(guī)定加工時(shí)的很低的單位切削壓力 ,因此加工過程中的切削力和切削熱都很小 ,從而能獲得很低的表面粗糙度 .表面層不會(huì)產(chǎn)生熱損傷 ,并具有殘余壓應(yīng)力 .所使用的工具都是浮動(dòng)連接 .由加工面自身導(dǎo)向 ,而相對(duì)于工件的定位基準(zhǔn)沒有確定的位置 ,所使用的機(jī)床也不需要具有非常精確的成形運(yùn)動(dòng) .這些加工方法的主要作用是降低表面粗糙度 ,一般不能糾正形狀和位置誤差 ,加工精度主要由前面工序保證 .對(duì)上道工序的表面粗糙度要求高 ,一般要求達(dá)到 ,表面不得有較深得加工痕跡 .加工余量都很小，一般不超過０．０２ mm，以免使加工時(shí)間過長(zhǎng)，產(chǎn)生切削熱，降低生產(chǎn)效率，甚至破壞上一道工序已達(dá)到得精度． 控制加工表面質(zhì)量的工藝途徑 1 珩磨　 珩磨是利用