塑料成形工艺与模具设计5-3

1、产生原因：产生原因：切削或磨削加工时，表面层金属由于切削或磨削加工时，表面层金属由于塑性变形塑性变形使使晶体间产生剪晶体间产生剪切滑移切滑移，晶格扭曲，晶粒被拉长、破碎机纤维化而得到强化。，晶格扭曲，晶粒被拉长、破碎机纤维化而得到强化。特点：特点：变形抵抗力提高变形抵抗力提高( (屈服点提高屈服点提高) )，塑性降低，塑性降低 ( (相对延伸率降低相对延伸率降低) )。衡量指标：衡量指标：表面层纤维硬度表面层纤维硬度H H、冷硬层的深度、冷硬层的深度h h、硬化程度、硬化程度N N00HH-HN 影响加工硬化的因素影响加工硬化的因素变形速度变形速度刀具几何形状的影响刀具几何形状的影响工件材料性

2、能的影响工件材料性能的影响切削刃钝圆半径切削刃钝圆半径 r r径向切削分径向切削分力力表层金属的塑变加剧表层金属的塑变加剧冷硬冷硬变形速度变形速度塑变塑变冷硬冷硬材料塑性材料塑性冷硬冷硬如：低碳钢；如：低碳钢；但有色金属的熔点低，容易弱化，冷但有色金属的熔点低，容易弱化，冷作硬化现象比钢材轻得多。作硬化现象比钢材轻得多。切削用量的影响切削用量的影响切削速度切削速度vv塑变塑变冷硬冷硬ff切削力切削力塑变塑变冷硬冷硬切削深度切削深度p p影响不大影响不大切削力切削力切削力切削力塑变塑变冷硬冷硬变形温度变形温度变形温度变形温度 （0.250.30.250.3）倍的金）倍的金属熔化温度时，变形金相组

3、织会有属熔化温度时，变形金相组织会有所恢复，冷作硬化所恢复，冷作硬化外载荷和热源去除后，仍残存在工件表层与基体材料交界处外载荷和热源去除后，仍残存在工件表层与基体材料交界处的相互平衡的应力称为残余应力。的相互平衡的应力称为残余应力。直接原因：直接原因：冷态塑变冷态塑变热态塑变热态塑变金相组织变化金相组织变化切削后，表层产生残余压应力，而在里层产切削后，表层产生残余压应力，而在里层产生残余拉伸应力；生残余拉伸应力；加工结束后，表层产生残余拉应力，里层产加工结束后，表层产生残余拉应力，里层产生残余压应力；生残余压应力；比容大的组织比容大的组织比容小的组织比容小的组织体积收缩，体积收缩，产生拉应力，

4、反之，产生压应力。产生拉应力，反之，产生压应力。切削一般不会导致金相组织变化，切削一般不会导致金相组织变化，磨削加工时，磨削加工时，因单位切削截因单位切削截面消耗的功率较大，面消耗的功率较大，表面层有很高的温度，当温度达到相变临表面层有很高的温度，当温度达到相变临界点时，表层金属就发生金相组织变化，强度和硬度降低、产界点时，表层金属就发生金相组织变化，强度和硬度降低、产生残余应力、甚至出现微观裂纹。这种现象称为磨削烧伤。生残余应力、甚至出现微观裂纹。这种现象称为磨削烧伤。淬火烧伤淬火烧伤三种形式三种形式回火烧伤回火烧伤退火烧伤退火烧伤磨削区温度超过相变温度，不用冷却液，磨削区温度超过相变温度，

5、不用冷却液，工件缓慢冷却，发生退火。工件缓慢冷却，发生退火。磨削区温度超过马氏体转变温度，而未磨削区温度超过马氏体转变温度，而未达相变温度，产生回火组织。达相变温度，产生回火组织。磨削区温度超过相变温度，由于冷却液磨削区温度超过相变温度，由于冷却液急冷，表层出现二次淬火马氏体。急冷，表层出现二次淬火马氏体。黑黑青青淡青淡青米黄米黄淡黄淡黄表面颜色与烧伤之间的关系：表面颜色与烧伤之间的关系：影响磨削烧伤的因素影响磨削烧伤的因素磨削用量磨削用量砂轮转速砂轮转速 磨削烧伤磨削烧伤径向进给量径向进给量f fp p 磨削烧伤磨削烧伤轴向进给量轴向进给量f fa a磨削烧伤磨削烧伤工件速度工件速度v vw w磨削烧伤磨削烧伤砂轮与工件材料砂轮与工件材料磨粒的切削刃锋利磨粒的切削刃锋利磨削力磨削力磨削区磨削区的温度的温度磨削导热性差的材料磨削导热性差的材料磨削烧伤磨削烧伤改善冷却条件改善冷却条件采用内冷却法采用内冷却法磨削烧伤磨削烧伤1 1、喷丸强化、喷丸强化利用大量快速运动的珠丸打击被加工工件表面，使工件表面产利用大量快速运动的珠丸打击被加工工件表面，使工件表面产生冷硬层和压缩残余应力。可以用于任何复杂形状的零件。生冷硬层和压缩残余应力。可以用于任何复杂形状的零件。2 2、滚压加工、滚压加工用淬硬的滚轮或钢珠在零件上进行滚压，使表层材料产