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数控机床表面层物理力学性能
  • 关键词:
    数控机床,切削力
  • 资料类型:
  • 上传时间:
    2011-12-31
  • 上传人:
      
  • 下载次数:
    1046
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  • 资料简介
  •   (1)袁面层加工硬化表面层加工硬化是指工件经加工后,其表层的强度和硬度高于母体产生冷硬层的现象,也称为表面层的冷硬或强化,它是在一定条件下,切削温度使材料软化,更高的温度将引起相变。数控机床所以说,加工硬化就是这种软化、相变和硬化综合过程的结果。数控机床表面层加工硬化的程度是由产生塑性变形的力、变形速度及变形时的温度决定的。数控机床影响加工硬化的主要因素有:
      
      1)刀具几何参数。刀具前角为负值、后角偏小、刃口圆弧半径或刃口磨损时,刀具对工件巳加工表面的挤压和摩擦加剧,促使硬化程度和硬化层深度增加。
      
      2)切削用量。数控机床增大进给量,切削力、切削热和塑性变形同步增大,使硬化程度和硬化层深度增加;但进给量太小时,切削刃反复挤压已加工表面,也会使加工硬化程度增加。
      
      增大切削速度,缩短了刀具与工件的接触时间,使塑性变形减小,而切削温度的升高,则有助于冷硬的回复。所以,在一般情况下,切削速度增大,硬化程度减小。
      
      3)工件材料。数控机床材料塑性越大,切削时产生的塑性变形也越大,硬化程度和硬化层深度也越严重。
      
      (2)表面层残余应力表面层残余应力是指切削加工后,工件表层残留的压应力或拉应力。切削过程中,在切削力、切削热以及塑性变形的综合作用下,工件的表层金属组织会发生形状、体积或金相组织的变化,从而在金属的表面层与基体间产生相互平衡的残余应力。数控机床产生表面层残余应力的主要原因是:
      
      1)冷态塑性变形。数控机床在切削力的作用下,表层金属产生的塑性变形,表面沿着切削速度方向产生拉伸变形,金属品格被拉长,而基体金属却处于弹性变形状态。当切削力消除后,基体金属趋于回复,但受到表层金属的阻碍,因而在表层产生残余压应力,在里层产生残余拉应力。
      
      2)热态塑性变形。数控机床在切削热作用下,使工件表面局部温升过高,而基体温度相对较低,从而使工件表面的热膨胀受到阻碍,在表层产生很大的热压应力。
      
      当切削过程结束时,表面温度下降,其冷却收缩又受到基体的限制,使表层产生拉应力。数控机床切削温度越高,热变形越大,残余拉应力也越大,有时甚至在工件表面产生裂纹。
      
      3)金相组织变化。数控机床切削热产生的高温会引起表面层金相组织变化。由于不同的金相组织有不同的密度,数控机床表面层金相组织的变化将造成体积的变化。数控机床表面层体积膨胀或缩小时,因为受到基体的限制,将分别产生压应力或拉应力。
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