塑料成形工藝與模具設計5-3

1、產生原因：產生原因：切削或磨削加工時，表面層金屬由于切削或磨削加工時，表面層金屬由于塑性變形塑性變形使使晶體間產生剪晶體間產生剪切滑移切滑移，晶格扭曲，晶粒被拉長、破碎機纖維化而得到強化。，晶格扭曲，晶粒被拉長、破碎機纖維化而得到強化。特點：特點：變形抵抗力提高變形抵抗力提高( (屈服點提高屈服點提高) )，塑性降低，塑性降低 ( (相對延伸率降低相對延伸率降低) )。衡量指標：衡量指標：表面層纖維硬度表面層纖維硬度H H、冷硬層的深度、冷硬層的深度h h、硬化程度、硬化程度N N一、表面的冷作硬化一、表面的冷作硬化00HH-HN 一、表面的冷作硬化一、表面的冷作硬化影響加工硬化的因素影響加工

2、硬化的因素變形速度變形速度刀具幾何形狀的影響刀具幾何形狀的影響工件材料性能的影響工件材料性能的影響切削刃鈍圓半徑切削刃鈍圓半徑 r r徑向切削分徑向切削分力力表層金屬的塑變加劇表層金屬的塑變加劇冷硬冷硬變形速度變形速度塑變塑變冷硬冷硬材料塑性材料塑性冷硬冷硬如：低碳鋼；如：低碳鋼；但有色金屬的熔點低，容易弱化，冷但有色金屬的熔點低，容易弱化，冷作硬化現(xiàn)象比鋼材輕得多。作硬化現(xiàn)象比鋼材輕得多。一、表面的冷作硬化一、表面的冷作硬化切削用量的影響切削用量的影響切削速度切削速度vv塑變塑變冷硬冷硬ff切削力切削力塑變塑變冷硬冷硬切削深度切削深度p p影響不大影響不大切削力切削力切削力切削力塑變塑變冷硬

3、冷硬變形溫度變形溫度變形溫度變形溫度 （0.250.30.250.3）倍的金）倍的金屬熔化溫度時，變形金相組織會有屬熔化溫度時，變形金相組織會有所恢復，冷作硬化所恢復，冷作硬化二、減小表面冷作硬化的措施二、減小表面冷作硬化的措施外載荷和熱源去除后，仍殘存在工件表層與基體材料交界處外載荷和熱源去除后，仍殘存在工件表層與基體材料交界處的相互平衡的應力稱為殘余應力。的相互平衡的應力稱為殘余應力。直接原因：直接原因：冷態(tài)塑變冷態(tài)塑變熱態(tài)塑變熱態(tài)塑變金相組織變化金相組織變化切削后，表層產生殘余壓應力，而在里層產切削后，表層產生殘余壓應力，而在里層產生殘余拉伸應力；生殘余拉伸應力；加工結束后，表層產生殘余

4、拉應力，里層產加工結束后，表層產生殘余拉應力，里層產生殘余壓應力；生殘余壓應力；比容大的組織比容大的組織比容小的組織比容小的組織體積收縮，體積收縮，產生拉應力，反之，產生壓應力。產生拉應力，反之，產生壓應力。三、表面的殘余應力三、表面的殘余應力三、表面的殘余應力三、表面的殘余應力三、表面的殘余應力三、表面的殘余應力三、表面的殘余應力三、表面的殘余應力三、表面的殘余應力三、表面的殘余應力四、減小表面拉應力的措施四、減小表面拉應力的措施四、減小表面拉應力的措施四、減小表面拉應力的措施四、減小表面拉應力的措施四、減小表面拉應力的措施四、減小表面拉應力的措施四、減小表面拉應力的措施四、減小表面拉應力的

5、措施四、減小表面拉應力的措施切削一般不會導致金相組織變化，切削一般不會導致金相組織變化，磨削加工時，磨削加工時，因單位切削截因單位切削截面消耗的功率較大，面消耗的功率較大，表面層有很高的溫度，當溫度達到相變臨表面層有很高的溫度，當溫度達到相變臨界點時，表層金屬就發(fā)生金相組織變化，強度和硬度降低、產界點時，表層金屬就發(fā)生金相組織變化，強度和硬度降低、產生殘余應力、甚至出現(xiàn)微觀裂紋。這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。生殘余應力、甚至出現(xiàn)微觀裂紋。這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。五、表面的金相組織變化五、表面的金相組織變化淬火燒傷淬火燒傷三種形式三種形式回火燒傷回火燒傷退火燒傷退火燒傷磨削區(qū)溫度超過相變溫度，不用冷卻液，

6、磨削區(qū)溫度超過相變溫度，不用冷卻液，工件緩慢冷卻，發(fā)生退火。工件緩慢冷卻，發(fā)生退火。磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉變溫度，而未磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉變溫度，而未達相變溫度，產生回火組織。達相變溫度，產生回火組織。磨削區(qū)溫度超過相變溫度，由于冷卻液磨削區(qū)溫度超過相變溫度，由于冷卻液急冷，表層出現(xiàn)二次淬火馬氏體。急冷，表層出現(xiàn)二次淬火馬氏體。五、表面的金相組織變化五、表面的金相組織變化黑黑青青淡青淡青米黃米黃淡黃淡黃表面顏色與燒傷之間的關系：表面顏色與燒傷之間的關系：影響磨削燒傷的因素影響磨削燒傷的因素磨削用量磨削用量砂輪轉速砂輪轉速 磨削燒傷磨削燒傷徑向進給量徑向進給量f fp p 磨削燒傷磨削燒傷軸向

7、進給量軸向進給量f fa a磨削燒傷磨削燒傷工件速度工件速度v vw w磨削燒傷磨削燒傷砂輪與工件材料砂輪與工件材料磨粒的切削刃鋒利磨粒的切削刃鋒利磨削力磨削力磨削區(qū)磨削區(qū)的溫度的溫度磨削導熱性差的材料磨削導熱性差的材料磨削燒傷磨削燒傷改善冷卻條件改善冷卻條件采用內冷卻法采用內冷卻法磨削燒傷磨削燒傷五、表面的金相組織變化五、表面的金相組織變化五、表面的金相組織變化五、表面的金相組織變化六、六、1 1、噴丸強化、噴丸強化利用大量快速運動的珠丸打擊被加工工件表面，使工件表面產利用大量快速運動的珠丸打擊被加工工件表面，使工件表面產生冷硬層和壓縮殘余應力?？梢杂糜谌魏螐碗s形狀的零件。生冷硬層和壓縮殘余應力?？梢杂糜谌魏螐碗s形狀的零件。六、六、2 2、滾壓加工、滾壓加工用淬硬的滾輪或鋼珠在零件上進行滾壓，使表