切削液对切削残余应力分布影响的实验研究.pdf

机槭设计与制造
第10期
130
Machinery Design & Manufacture
2013年10月
切削液对切削残余应力分布影响的实验研究
覃孟扬,叶邦彦2,罗永顺',李玉忠1
(1.广东技术师范学院数控技术重点实验室,广东广州510635;2.华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640)
摘要:在分析切削液通过机械效应和热效应对エ件加エ表面残余应力产生作用的基础上,采用自来水和水性、油性、乳
性切劇液对45钢进行车削,对试样产生的残余应力和千车削试样比较,观察不同切削液对加工残余应力的影响特点。实
验结果表明切削液可以降低残余拉应力或者增大残余压应力,作用效果和切削液冷却及润滑性能有关,同时受切削条件
的限制;使用切削液有利于政善工件切削表面残余应力状态,可以把对残余应力的影响能力作为切削液性能评估内容。
关键词:切削液;残余应力;加工表面质量;疲劳寿命
中图分类号:TH16;YG174.42+1文献标识码:A文章编号:1001-3997(2013)10-0130-04
Influence of Cutting Fluid on Residual Stress Distribution in
Machined Surface
QIN Meng-yang YE Bang-yan', LUO Yong-shun, LI Yu-zhong
(1. Key Laboratory of Numerical Control Technology of Guangdong Higher Education Institutes, Guangdong Polytechnic
Normal University, Guangdong Guangzhou 510635, China; 2. School of Mechanical and Automotive Engineering, South
China University oftechnology, Guangdong Guangzhou 510640, China)
Abstract: Cutting uids affect the surface hewing effect and mechanical effect and so it has influence on the machine suface
residual stress. 45 steel is turning in water, oil, emulsion and synthetic fu state for ierntturing processing, and then
their residual stress are compared with sample by dry turning to realise the impact efect on machined surface residual stress
by cutting fids. The experimental resuls show ha cutting fluid can reduce the residual tensile stress or inerease the residual
compressive stress, and the effects is related with cutting liquid cooling and ubrication performance, and it is limited by
cutting condition at same time; cutting fluid is good for the fatigue Life of work ece, and infuence of residual stress by cutting
fluid shall be considered as its performance eualuation content
Key Words: Cutting Fluid; Residual Stress; Machined Surface Quality; Fatigue Life
1引言
前切削液加?效果的评价还是集中在对加工面表面粗糙度、刀具
工件加工表面残余应力状态对工件的静力强度、疲劳强度磨损、切削力和切削温度的影响,并没有考虑到对工件残余应力
及抗腐蚀性能有很大关系,对零件的使用寿命和工作性能有很大的作用。文献对加工残余应力受切削液影响进行研究,但总的
影响,是工件加工质量的一个重要指标四。在机械装备中,传动豹来说有关文献很少,对不同的切削液的影响异同和规律缺乏认
等一些关键部件往往在高速、高负载和长时间环境下工作,疲劳识,所以进一步研究该课题对于完善切削液性能评估、优化切削
破坏成为失效主因,所以通过良好的残余应力状态来保证关键部液选用以及提高切削表面残余应力质量都有着重要意义,为加工
件的使用安全和工作寿命,具有着十分重要的现实意义。
高质量的工件提供技术参考,同时为研制高性能的切削液指出新
国内外学者从上世纪50年代开始对加工残余应力可题迷思路
行研究,结果表明不同的热效应和机械效应状态可以得到不同的
采用不同刀具,同时分别利用白来水、水性、油性和乳性切
残余应力状态;加工过程中可以通过一定的方法改变残余应力液对的45钢进行粗车和精车,最后对各试样加工面的残余应
状态,比如在磨削加工中,磨削液可以降低磨削温度,减少热效力和干车削状态的残余应力进行比较,得出不同切削液对加工残
应,极大地降低磨削表面的残余拉应力叫;在某些冷却条件下,磨余应力分布的影响规律。
削表面基至出现残余压应力,明显地提高了工件疲劳寿命和使用2理论分析
性能?。
残余应力是由机械效应和热效应相互作用形成的。机械效
在金属切削加工领城,采用切削液已经成为提高加工效率应使工件表面产生加工硬化(塑性变形),该硬化层受内部材料的
和加工质量必不可少的技术手段,它的用途和磨削液类似,但目弹性恢复作用而产生受压趋势;同时工件的热效应使表面材料在
来稿日期:2012-12-04
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50875089)
作者简介:覃孟扬,(1972-),男,广东人,博上,讲师,主要研究方向:现代加工技术及其质量控制
叶邦彦,(1949-),男,广东人,博士生导师,教授,主要研究方向:现代加工技术及其质量控制