表面残余应(ying)力会影响不锈钢制品管的疲劳强度及(ji)尺寸精度,研磨工艺除了对表面粗糙度有(you)影响之外(wai),还对表面残余应力有着直接影响(xiang)。接下来从磨(mo)料粒度、研磨(mo)压力和(he)研磨速度等工艺参数,来详细了(le)解一下研磨工艺(yi)对不(bu)锈钢(gang)制品管表面残余应力的影响。
一、磨料粒(li)度 磨料粒度是影响研(yan)磨过程的重要因(yin)素,不仅影响研磨加工过程中的研(yan)磨力、研(yan)磨温度,而且影响研磨(mo)不锈钢制品管的(de)表面质量。分别采用不同牌(pai)号的碳(tan)化硅磨料,固定其它研磨(mo)参数(转速30rpm,研磨压力20N,研磨时间30min)进行研磨试验,得到工件表面残余应力变(bian)化曲线如图3、图4所示。
由图4可见,经研磨加工的工件(jian)表面均呈(cheng)压应力状态。这是因为研磨过程是由大量高硬(ying)度的磨料作为刀具进行微量切削不锈(xiu)钢制品管表面的过程,而磨(mo)料作为刀具具(ju)有很大的负前角(jiao),以(yi)致于研磨过(guo)程中,磨料在工件表面产生了很大的压(ya)应力(li)和塑性变形。不均匀的(de)塑性变形加工后残存在表面(mian),形成(cheng)了残余压(ya)应力。由图3还可看出(chu),表面残余(yu)压应力的(de)数值随磨料粒度变(bian)大而增加(jia)。这是因为磨(mo)料粒度变大(da)时,同时作用于工(gong)件加工表面上(shang)的磨粒数(shu)量相应减(jian)少,每个(ge)磨粒上的作用力增大,磨粒在其表面划出沟痕的两侧出(chu)现了较大的隆起,工件表面的(de)压应力和不均(jun)匀塑性变形程度(du)随之增加,导致残(can)余(yu)压(ya)应(ying)力上升(sheng)。
二、研磨压力 改变施加在精密不锈钢(gang)管上(shang)的研磨压力,而固定(ding)其它研磨参数(磨料粒度W1,转速30rpm,研(yan)磨(mo)时间30min)进行研磨试验,得到研磨压力(li)对(dui)表面残余应力的影(ying)响曲线。
由图6可见,增大研磨压力,工(gong)件表面的残余(yu)压应力增大。这是(shi)因为增大研磨压力,相应(ying)就增加了磨(mo)料对(dui)工(gong)件表面的压应力,使得不锈钢管表面的塑性(xing)变形程度增大,这必然导致管材表面的残余(yu)压应力增(zeng)加。当研磨压力增大到某一临界值后,表面残余压(ya)应力增大速度开始趋缓,这可(ke)能是由于在过大的研磨压(ya)力下,研磨(mo)后不(bu)锈钢管表面由(you)于残(can)余应力的作用(yong)而产(chan)生了微量变形,使得部分残余应力(li)得以(yi)释放的缘故。
三、研磨(mo)速度 固定其它工艺(yi)参数(磨料粒度W1,压力20N,研磨时间30min),改变研磨速度进行(xing)了研磨试(shi)验,得到研磨速度与表(biao)面残余应力之间的(de)关(guan)系曲线。
由图8可见,随研磨速(su)度的提高,不锈钢制品管表面残(can)余压应力的数值随之增大。其原因在于,研(yan)磨速度增大,相应地使磨料作(zuo)用于工件表面(mian)的次数增加。从图9可以看(kan)出,钢管表面(mian)的(de)旧(jiu)划痕上产生了许多(duo)新划痕,随着研磨速度的增加,工件(jian)表面(mian)的(de)塑性变形减少(shao),但(dan)是管材表面所受到的力却比研磨速度低时大(da)得多,所以表面残余应力随着研磨速度的增加而增大。
以上就是研磨工艺对
不(bu)锈钢制品管(guan)表面残余应(ying)力的影响,从(cong)曲线(xian)图可知,残余应力(li)随磨料粒度(du)和研磨(mo)压力的增大而增加(jia),但研(yan)磨压力(li)超过某一临界值时,工件表面(mian)的残余压应力(li)变化(hua)趋缓。研磨速度的增大会增加工件表面的残余(yu)压应力。
参考资料:陈建,原一高,吴贺龙,朱世根—研磨工艺对工件(jian)表面粗糙度及残余应(ying)力(li)的影(ying)响