不锈钢切削残余应力实验研究.pdf

制造技术/王艺装备
现代制造工程( Modern Manufacturing Engineering)
2014年第3期
不锈钢切削残余应力实验研究
罗永顺,覃孟扬,李玉忠
广东技术师范学院数控技术重点实验室,广州510635
摘要:已加工表面残余应力是衡量零件加工表面质量的一个重要指标。针对日前缺乏对不锈钢切削残余应力研究的现
状,通过实验研究切削冷却条件和切削参数对不锈钢加工残余应力的影响,并应用热力耦合理论进行分析。实验结果
表明,不锈例因切削产生的加工残余应力表现为拉应力,切削冷却条件和切削参数均对残余应力大小有影响,作用效果
与切削液的冷却能力、渗透力及高温工作能力有关。
关键词:残余应力;不锈钢;切削液;加工.质量
中图分类号: G501文献标志码;A文章编号:1671-3133(2014)03-0079-04
The experiment study on stainless steel residual stress
Io Yongshun, Qin Mengyang, Ii Yuzhon
(Key Laboratory of Numerical Control Technology of Guangdong Higher Education Institutes
Guangdong Polytechnic Normal University, Guangzhou 510635, China
Abstract Residual stress is an important index of surface quality, there is little research on stainless steel residual stress now. In
troxiuces an experimental study on the influence of cooling conditions and cutting parameters to surface residual stress and analy
sis the exerimental results y theo -mechanical coupling theory Exe mental results nicate that stainless steel machining re
sidual stress is lensile stress, cooling conditions and cutting parameters affel the value of residual stress, the effect has the rela
tion to cooling capacity, enetration of cutting fluid and its work capacity at high temperature
Key words residual stress; stainless steel; cutting fluid; cutting quality
0引言
形区的机械效应和热效应产生变化,最终也会对工件
表面残余应力状态产生影响。目前国内外针对切削
不锈钢是一种性能优良的高合金钢,在空气中或化液对不锈钢切削作用的研究主要集中在切削力、切削
学腐蚀介质中能抵抗腐蚀,具有广泛的应用前景。不温度和表而粗糙度方而,对加工残余应力影响研
锈钢材料韧性强、导热系数小、加工硬化严重,导致切削究的论文尚未发现。本文通过实验,采用不同切削参
力大、刀具磨损快、切削温度高和易粘刀等缺陷的产生,数和切削液对不锈钢进行车削加工,研究不锈钢切削
属于难切削金属材料。近年来,国内外很多学者对不锈表而残余应力变化情况,从而得到切削液对不锈钢加
钢的切削机理进行了大量的研究,以提高其切削性能和工表面残余应力的影响规律,这将对不锈钢残余应力
加工质量,进一步扩大其应用范围2。
的控制和全面了解切削液的使用有重要的作用。
加工残余应力是衡量工件切削表面质量的一
重要指标,影响工件的疲劳强度、工作寿命、时腐蚀性1理论分析
和耐磨性,对加工残余应力的了解和控制在工程实践
切削第三变形区为工件已加工表面与刀具副后
中有重要的意义。加工残余应力是加工过程中的机刀面的接触区域,在切削第三变形区,由于高温、高
械效应和热效应综合作用的结果,有关研究显示,不切削力以及强烈摩擦作用,使得工件表面材料产生复
锈钢在干切削的条件下只有较高的残余拉应力,这严杂的机械效应和热效应。机械效应主要体现在加工
重影啊不锈钢工件的工作寿命,极端情况下还会造成表面产生了加工硬化,最外层材料发生塑性延伸打
突发性破坏的后果。在实际加工中,通常采用切削液长,而内部材料仅被弹性拉长;切削后,内层材料的弹
米改善不锈钢切削性能,其冷却和润滑作用使切削变性恢复受到硬化层的限制,从而对其产生了压应力趋