背吃刀量对残余应力的影响

linsea · 发表于 2010-4-18 11:17:53

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一般背吃刀量越小，残余应力越小，但当背吃刀量减小到一临界值时，背吃刀量减小，残余应力却增大了。哪位大侠解释一下？

xianglongs31 · 发表于 2010-4-18 12:26:21

主要还是看你的刀具的锋利程度!切削过程就是一个剪切过程,吃刀量太小,刀具无法满足剪切条件就等于是在挤压,所以此时反尔残余应力增大了!

poxiangzi · 发表于 2010-4-18 16:01:02

比较认同楼上的分析，补充几点：

1）切削过程是剪切与挤压并存的过程，两者没有绝对的界限；根据工件、刀具材质、刀具前后角的差异，切削用量、切削方式选择的不同，两者会有多一点、少一点的问题，如刀具锋利、工件硬度高，剪切的成分多于挤压，反之则挤压作用会更加明显；

2）切削过程总是会产生残余应力，对于表层来说，应该是以拉应力为主，但对于次表层来说，应该存在残余压应力；残余拉应力对工件一般是有害的，所以一般要通过滚压、喷丸等工艺消除并获得一定厚度的残余压应力层；

可能的原因：

1）背吃刀量过小，可能造成的结果是刀具直接切削工件的硬化层，导致刀具迅速磨损，使得剪切作用较弱、而挤压作用增强，所以表面残余应力增大；

2）挤压过程有一个临界变形量，低于这个变形量会导致晶粒粗大，这样距表层不同深度的晶粒间大小不同产生残余应力的可能性也会增大；

3）背吃刀量过小，还可能使得刀具、工件间的摩擦增大，使得刀具、工件温度上升，形成表面热应力造成的残余应力；

以上只是几种可能性，建议楼主条件再给得充分一点，观察一下切屑的形状也可以判断两种作用哪个更多一点，在其它条件相同的情况下比较一下不同背吃刀量下的切屑形状和颜色。

请大家讨论。

ydfshu · 发表于 2010-4-18 17:08:20

影响表层金属残余应力的主要因素有刀具几何参数及磨损，切削用量和工件材料等。
　　刀具几何参数
　　刀具几何参数中对残余应力影响最大的是刀具前角。比如硬质合金刀具切削45钢时，刀具前角γo对残余应力的影响规律为：当γo由正变为负时，表层残余拉应力逐渐减小。这是因为γo减小，rn增大，刀具对加工表面的挤压与摩擦作用加大，从而使残余拉应力减小；当γo为较大负值且切削用量合适时，甚至可得到残余压应力。
　　刀具磨损
　　刀具后刀面磨损VB值增大，使后刀面与加工表面摩擦增大，也使切削温度升高，从而由热应力引起的残余应力的影响增强，使加工表面呈残余拉应力，同时使残余拉应力层深度加大。
　　工件材料
　　工件材料塑性越大，切削加工后产生的残余拉应力越大，如：工业纯铁、奥氏体不锈钢等。切削灰铸铁等脆性材料时，加工表面易产生残余压应力，原因在于刀具的后刀面挤压与摩擦使得表面产生拉伸变形，待与刀具后刀面脱离接触后在里层的弹性恢复作用下，使得表层呈残余压应力。
　　切削用量
　　切削用量三要素中的切削速度vc和进给量f对残余应力的影响较大。因为vc增加，切削温度升高，此时由切削温度引起的热应力逐渐起主导作用，故随着vc增加，残余应力将增大，但残余应力层深度减小。进给量f增加，残余拉应力增大，但压应力将向里层移动。背吃刀量ap对残余应力的影响不显著。

poxiangzi · 发表于 2010-4-19 21:03:32

影响表层金属残余应力的主要因素有刀具几何参数及磨损，切削用量和工件材料等。
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　　刀具几何参数中对残余应力影响最大的是刀具前角。比如硬质合金刀具切削45钢时，刀具前角γo对残余应力的影响 ...
$ Z2 `0 q2 [# {2 r4 ?0 {ydfshu 发表于 2010-4-18 17:08 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

这个话题很不错，很期待能看到更深入的讨论，先顶一下，再提一个问题：

不知道楼主如何准确得知残余应力的变化呢？测量手段是什么？

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