纯铜版件毛坯的初始残余应力分布

㈠ 铝壳焊接应力释放会产生金属响声吗

消除铝板残余应力五大常用方法：
1. 时效消除法
时效消除法是降低淬火残余应力的传统方法。由于铝合金材料尤其是航空用铝合金材料对温度非常敏感,时效温度的提高,必然明显降低强度指标,使MgZn2等强化相析出过多,产生过时效现象。因此,淬火后时效处理通常在较低温度(小于200-250℃)下进行,因而影响了应力消除效果(仅为10-35%)。
2. 机械拉伸法
机械拉伸法消除应力的原理是将淬火后的铝合金板材,沿轧制方向施加一定量的永久拉伸塑性变形,使拉伸应力与原来的淬火残余应力叠加后发生塑性变形,使残余应力得以缓和与释放。有关研究结果表明,机械拉伸法最高可消除90%以上的残余应力。但该种方法仅适合于形状简单的零件,且对拉伸前铝合金板材的组织均匀性要求较高,多用于铝加工工厂。
3. 模冷压法
模冷压法是在一个特制的精整模具中,通过严格控制的限量冷整形来消除复杂形状铝合金模锻件中的残余应力。事实上“模压”这种叫法不够确切,因为其主要作用机理是使铝合金模锻件的局部材料受“拉伸”或者“压缩”作用。当精整模具压下时,精整凸模嵌入到铝合金模锻件端面、缘(筋)条的拔模斜度上,实际上使模锻件的腹板部分产生“拉伸”作用。因此,该种方法是调整而不是消除零件的整体应力水平,它使铝合金模锻件上某些部位的残余应力得到释放的同时,有可能使其他部位的残余应力增大。另外,鉴于铝合金模锻件本来就己存在很大的残余应力,模压变形量过大将可能引起冷作硬化、裂纹和断裂;而变形过小则使应力消除效果不佳,因此该种方法的局限性是在实际操作中难以精确控制模压变形量。
4. 深冷处理法
深冷处理法也称冷稳定处理法,按工艺可划分为深冷急热法与冷热循环法两种。其中深冷急热法是将含有残余应力的零件浸入-196℃的液氮中深冷,待内外温度均匀后又迅速地用热蒸汽喷射,通过急热与急冷产生方向相反的热应力,借此抵消原来的残余应力场。有关研究表明,在选择合适的工艺参数条件下,深冷急热法可降低20-84%的残余应力。深冷处理的最大优点是在有效消除残余应力的同时,可改善(至少不降低)材料的强度、硬度、耐磨性与组织稳定性。由于深冷处理对零件的尺寸与形状没有限制,因此适合于形状复杂的模锻件与铸件。在切削加工前进行深冷处理还可明显改善铝合金加工时易产生的严重加工变形倾向,提高材料的组织稳定性。然而,现有的相关研究指出,深冷处理只能消除热处理温度梯度产生的残余应力,而不能有效消除机械加工、冷成形等不均匀塑性变形产生的残余应力,对焊接残余应力的消除效果也不佳。
5. 振动消除法
振动消除残余应力法的工作原理是用便携式强力激振器,使金属结构产生一个或多个振动状态,从而产生如同机械加载时的弹性变形,使零件内某些部位的残余应力与振动载荷叠加后,超过材料的屈服应力引起塑性应变,从而引起内应力的降低和重新分布。现有的相关研究指出,当铝合金在刚刚进行了淬火后的不稳定状态(0-2小时内)进行振动消除,效果最佳,残余应力最大可降低50-70%;若在淬火后放置360小时进行振动时效后测试,残余应力只能消除10%-20%。振动消除应力(VSR)技术具有高效节能,工艺简单方便,适用性强等特点,对零件没有形状与尺寸限制,尤其适合于大型复杂结构件,是一种很有发展前途的工艺方法。另外,经过振动时效后的铝合金构件具有良好的尺寸稳定性,在后续的机械加工中不易产生加工变形。但目前对振动时效工艺的机理还不充分,国内外对它应用于铝合金结构件中的适宜性也存在争议。
除了上述方法以外,近年来,国际上还报告了形变热处理法,脉冲磁处理(PMT)法等残余应力消除技术,但相关工艺尚不成熟。总结近几年国内外评价有关消除残余应力工艺效果的文献,现有铝合金结构件锻件毛坯残余应力消除技术中,机械拉伸(压缩)法可达90%左右,不足之处是要求零件形状简单,对毛坯材料成分和组织均匀性要求较高,适用范围狭窄。恒温时效法10~35%;振动消除法20-70%;深冷处理法25%~83%。因此,现有工艺技术与方法尚无法从根本上消除铝合金结构件锻件毛坯中的残余应力。但是以上五大常用方法会尽量消除铝合金材料的残余应力。

㈡ 在机械只在中，残余应力、表面残余应力的区别，及对零件疲劳强度的影响 谢谢啊！

残余应力(又称内应力)是指当外部载荷去除以后,仍然残存在工件内部的应力.
它是因为对工件进行热加工或冷加工,使金属内部宏观的或微观的组织发生不均匀的体积变化而产生的.具有残余应力的零件,其内部组织处于一种极不稳定的状态,有着强烈的恢复到无应力状态的倾向,因此不断地释放应力,直到其完全消失为止.在残余应力这一消失过程中,零件的形状逐渐变化,原有的加工精度逐渐丧失.
残余应力的产生
1)毛坯制造及热处理过程中产生的残余应力
在铸,锻,焊及热处理过程中,由于工件各部分不均匀的热胀冷缩以及金相组织转变时的体积改变,工件内部会产生很大的内应力.工件结构越复杂,壁厚相差越大,散热条件越差,内应力就越大.后续加工中再切去金属,工件内部的应力将重新分布,从而导致产生加工误差.
2)工件冷校直产生的残余应力
细长轴类零件加工时,通常采用冷校直的方法纠正弯曲变形.为使工件变直,部分材料的应力必须超过其弹性极限,即产生塑性变形.外力去除后,工件内弹性变形部分要恢复原有形状,而塑性变形后的材料已不能恢复.两部分材料互相牵制,应力重新分布,达到新的平衡状态.这时,将会在工件内部产生内应力.如果在后续加工中再切去一层金属,工件内部的应力将重新分布而导致弯曲,因此而产生几何形状误差.
3)机械加工产生残余应力
机械加工过程中,由于切削力和切削热的综合作用,会使表面层金属晶格发生变形或使金相组织变化,从而会造成表面层的残余应力.残余应力的产生
构件在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响；当这些因素消失之后，若构件所受到的上述作用于影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响称为残留应力或残余应力。
残余应力是当物体没有外部因素作用时，在物体内部保持平衡而存在的应力。
凡是没有外部作用，物体内部保持自相平衡的应力，称为物体的固有应力，或称为初应力，亦称为内应力。
残余应力是一种固有应力。
残余应的存在状态时随材料性能、产生条件等的不同而异，分类的方法也不一致。若按残余应力作用的范围来分，则可分为宏观残余应力与微观残余应力等两大类。
宏观残余应力
宏观残余应力，又称第一残余应力，它是在宏观范围内分布的，它的大小、方向和性质等可用通常的物理的或机械的方法进行测量。
微观残余应力
微观残余应力属于显微事业范围内的应力。依其作用的范围，游客细分为两类：即微观结构应力，或称第二类残余应力，它是在晶粒范围内分布的；晶内亚结构应力，又称为第三类残余应力，它是在一个晶粒内部作用的 残余应力是衡量零件质量的重要指标之一， 用能量作功的方法可以加深对残余应力的认识：外力使零件变形， . 其中引起塑性变形的外力作的功以零件内部材料变形而存贮在零件内。当 外力消除以后，应力不均匀的能量要施放出来，引起了零件缓慢地变形， 即残余应力作功，使原有加工精度逐渐丧失，直到能量全部施放出来为止， 变形结束。 . 尤其在仪器生产中，残余应力可能使整台仪器丧失精度而成为废 品。应当了解残余应力的“缓释”特点，熟悉残余应力产生原因， 掌握减小和消除残余应力的技术手段。

磨削中表面残余应力的产生
机加工中工件表面残余应力的产生主要受三个因素的制约：机械力引起的塑性变形、热应力引起的塑性变形和相变引起的体积变化。在机械应力的作用下表面层发生塑性流动和延展现象，而里层金属的弹性恢复变形受到已塑性变形表面金属的牵制，表面产生残余压应力。磨削中产生的工件表面的高温，使表面层进入完全塑性状态，工件冷却后表面层金属收缩受到里层金属的牵制，使表面产生残余拉应力。当砂轮与工件接触区温度达到金属相变温度后，表面组织发生金相组织变化，其表面残余应力的性质，随磨削前后金相组织的变化而变化。已加工表面内残余应力的产生是综合以上几个因素共同作用的结果。
在一般磨削过程中，比压和摩擦较大，产生的磨削区温度较高。工件表面常常因热塑性变形而产生残余拉应力。对此，有针对性地降低磨削表面的温度，减少由此产生的塑性变形，就能抑制残余拉应力的产生，甚至会产生残余压应力。强制冷却磨削(简称强冷磨削)正是在此理论基础上提出的。

㈢ 纯铜的精密冲压

冷挤压特点：根据件大小自己推精度。
1）节约原材料。冷挤压是利用金属的塑性变形来制成所需形状的零件，因而能大量减少切削加工，提高材料利用率。冷挤压的材料利用率一般可达到80%以上。 2）提高劳动生产率。用冷挤压工艺代替切削加工制造零件，能使生产率提高几倍、几十倍、甚至上百倍。 3）制件可以获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。零件的精度可达IT7～IT8级，表面粗糙度可达R0.2～R0.6。因此，用冷挤压加工的零件一般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进行精磨。 4）提高零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度远高于原材料的强度。此外，合理的冷挤压工艺可使零件表面形成压应力而提高疲劳强度。因此，某些原需热处理强化的零件用冷挤压工艺后可省去热处理工艺，有些零件原需要用强度高的钢材制造，用冷挤压工艺后就可用强度较低的钢材替用。 5）可加工形状复杂的，难以切削加工的零件。如异形截面、复杂内腔、内齿及表面看不见的内槽等。 6）降低零件成本。由于冷挤压工艺具有节约原材料、提高生产率、减少零件的切削加工量、可用较差的材料代用优质材料等优点，从而使零件成本大大降低。 冷挤压技术在应用中存在的难点主要有： 1）对模具要求高。冷挤压时毛坯在模具中受三向压应力而使变形抗力显著增大，这使得模具所受的应力远比一般冲压模大，冷挤压钢材时，模具所受的应力常达2000MPa～2500MPa。例如制造一个直径38mm,壁厚5.6mm，高100mm的低碳钢杯形件为例，采用拉延方法加工时，最大变形力仅为17t，而采用冷挤压方法加工时，则需变形力132t，这时作用在冷挤压凸模上的单位压力达2300MPa以上。模具除需要具有高强度外，还需有足够的冲击韧性和耐磨性。此外，金属毛坯在模具中强烈的塑性变形，会使模具温度升高至250℃～300℃左右，因而，模具材料需要一定的回火稳定性。由于上述情况，冷挤压模具的寿命远低于冲压模。 2）需要大吨位的压力机。由于冷挤压时毛坯的变形抗力大，需用数百吨甚至几千吨的压力机。 3）由于冷挤压的模具成本高，一般只适用于大批量生产的零件。它适宜的最小批量是5～10万件。 4）毛坯在挤压前需进行表面处理。这不但增加了工序，需占用较大的生产面积，而且难以实现生产自动化。 5）不宜用于高强度材料加工。 6）冷挤压零件的塑性、冲击韧性变差，而且零件的残余应力大，这会引起零件变形和耐腐蚀性的降低（产生应力腐蚀）

㈣ 焊缝残余应力与焊缝残余应变有何危害

材料的变形可分为弹性变形和塑性变形。弹性变形是可以恢复的变形，应力消除后，变形消失；应力超过材料屈服强度，则产生塑性变形，应力消除后，变形不能完全恢复，被保留下来的部分就是塑性变形。机械零件的变形有以下四个方面的原因。
(1)毛坯制造铸造、锻造、焊接等热加工零件由于温度差异、冷却和组织转变的先后不一都会形成残余的内应力，经热处理的零件也存在内应力。尤其是铸造毛坯，形状复杂，厚薄不均，在浇铸后的冷却过程中，形成拉伸、压缩等不同的应力状态，内应力可引起变形和短裂。毛坯的内应力是不稳定的，通常在12～20个月的时间内逐步消失。但随着应力的重新分布，零件会产生变形。
(2)机械加工在切削加工过程中，由于装夹、切削力、切削热的作用，零件表层会发生塑性变形和冷作硬化，因而产生内应力，也会引起变形。如果毛坯是在有内应力的状态下就进行加工，切除一部分表面后，破坏了内应力的平衡，由于内应力重新分布，零件将发生变形。对毛坯虽然安排了消除内应力的工序，在加工中也达到了精度要求，然而制成后的零件经过一段时间，在残余应力的长期作用下，会发生内应力松弛而变形（就是弹性极限降低，且产生减少内应力的塑性变形）。特别是箱体类零件和长而大的基础零件，因厚薄过渡很多，极易产生残余应力，而发生内应力松弛的变形。
(3)操作使用机械设备在较恶劣的工况下工作，其工作零部件在极限载荷或超载荷的情况下运行，温度有时很高使屈服强度降低，均会使零件产生变形。由于操作不当使设备过载或产生高温，从而使零部件变形，直至因变形过大而使零件失效。
(4)修理质量在设备修理过程中，如果不考虑被修零件已经变形，常常会造成零件更大的变形或增加变形的危害。例如用机械方法修复零件，制定修复工艺、确定定位基准和安装夹紧零件时，不考虑零件原来变形的情况，或修理操作不当，均会引起零件形位误差加大。特别是采用焊接、热处理、塑形变形等修复工艺方法修复工具时，没有考虑热应力、相变应力的作用，压力加工没有考虑弹性后效（应变逐渐恢复而落后于应力的现象），以及内应力松懈等，都将会产生应力和变形。

㈤ 可否使用液氮对刀进行淬火

消除铝板残余应力五大常用方法： 一. 时效消除法 时效消除法是降低淬火残余应力的传统方法。由于铝合金材料尤其是航空用铝合金材料对温度非常敏感,时效温度的提高,必然明显降低强度指标,使MgZn二等强化相析出过多,产生过时效现象。因此,淬火后时效处理通常在较低温度(小于二00-二50℃)下进行,因而影响了应力消除效果(仅为一0-三5%)。 二. 机械拉伸法 机械拉伸法消除应力的原理是将淬火后的铝合金板材,沿轧制方向施加一定量的永久拉伸塑性变形,使拉伸应力与原来的淬火残余应力叠加后发生塑性变形,使残余应力得以缓和与释放。有关研究结果表明,机械拉伸法最高可消除90%以上的残余应力。但该种方法仅适合于形状简单的零件,且对拉伸前铝合金板材的组织均匀性要求较高,多用于铝加工工厂。 三. 模冷压法 模冷压法是在一个特制的精整模具中,通过严格控制的限量冷整形来消除复杂形状铝合金模锻件中的残余应力。事实上“模压”这种叫法不够确切,因为其主要作用机理是使铝合金模锻件的局部材料受“拉伸”或者“压缩”作用。当精整模具压下时,精整凸模嵌入到铝合金模锻件端面、缘(筋)条的拔模斜度上,实际上使模锻件的腹板部分产生“拉伸”作用。因此,该种方法是调整而不是消除零件的整体应力水平,它使铝合金模锻件上某些部位的残余应力得到释放的同时,有可能使其他部位的残余应力增大。另外,鉴于铝合金模锻件本来就己存在很大的残余应力,模压变形量过大将可能引起冷作硬化、裂纹和断裂;而变形过小则使应力消除效果不佳,因此该种方法的局限性是在实际操作中难以精确控制模压变形量。 四. 深冷处理法 深冷处理法也称冷稳定处理法,按工艺可划分为深冷中国热法与冷热循环法两种。其中深冷中国热法是将含有残余应力的零件浸入-一9陆℃的液氮中深冷,待内外温度均匀后又迅速地用热蒸汽喷射,通过中国热与中国冷产生方向相反的热应力,借此抵消原来的残余应力场。有关研究表明,在选择合适的工艺参数条件下,深冷中国热法可降低二0-吧四%的残余应力。深冷处理的最大优点是在有效消除残余应力的同时,可改善(至少不降低)材料的强度、硬度、耐磨性与组织稳定性。由于深冷处理对零件的尺寸与形状没有限制,因此适合于形状复杂的模锻件与铸件。在切削加工前进行深冷处理还可明显改善铝合金加工时易产生的严重加工变形倾向,提高材料的组织稳定性。然而,现有的相关研究指出,深冷处理只能消除热处理温度梯度产生的残余应力,而不能有效消除机械加工、冷成形等不均匀塑性变形产生的残余应力,对焊接残余应力的消除效果也不佳。 5. 振动消除法 振动消除残余应力法的工作原理是用便携式强力激振器,使金属结构产生一个或多个振动状态,从而产生如同机械加载时的弹性变形,使零件内某些部位的残余应力与振动载荷叠加后,超过材料的屈服应力引起塑性应变,从而引起内应力的降低和重新分布。现有的相关研究指出,当铝合金在刚刚进行了淬火后的不稳定状态(0-二小时内)进行振动消除,效果最佳,残余应力最大可降低50-漆0%;若在淬火后放置三陆0小时进行振动时效后测试,残余应力只能消除一0%-二0%。振动消除应力(VSR)技术具有高效节能,工艺简单方便,适用性强等特点,对零件没有形状与尺寸限制,尤其适合于大型复杂结构件,是一种很有发展前途的工艺方法。另外,经过振动时效后的铝合金构件具有良好的尺寸稳定性,在后续的机械加工中不易产生加工变形。但目前对振动时效工艺的机理还不充分,国内外对它应用于铝合金结构件中的适宜性也存在争议。 除了上述方法以外,近年来,国际上还报告了形变热处理法,脉冲磁处理(PMT)法等残余应力消除技术,但相关工艺尚不成熟。总结近几年国内外评价有关消除残余应力工艺效果的文献,现有铝合金结构件锻件毛坯残余应力消除技术中,机械拉伸(压缩)法可达90%左右,不足之处是要求零件形状简单,对毛坯材料成分和组织均匀性要求较高,适用范围狭窄。恒温时效法一0~三5%;振动消除法二0-漆0%;深冷处理法二5%~吧三%。因此,现有工艺技术与方法尚无法从根本上消除铝合金结构件锻件毛坯中的残余应力。但是以上五大常用方法会尽量消除铝合金材料的残余应力

㈥ 如何去铝板应力

可以通过振动时效技术去除铝板内应力。

通过专用的振动时效设备，使被处理的工件产生共振，并通过这种共振方式将一定的振动能量传递到工件所有部位，使工件内部发生微观的塑性变形—被歪曲的晶格逐渐恢复平衡状态。位错重新滑移并钉扎，最终使残余应力得到消除和均化。

一般情况下，振动时效可以消除残余应力20%-50%，从而更好的保证工件的尺寸稳定性。

经热时效后材料的屈服强度与抗拉强度均下降，而振动时效后材料的屈服轻度和抗拉强度基本上不改变或有升高。由于振动时效后材料的残余应力得以消除或均化，材料的断裂韧性提高（约10%），防止脆断的能力提高。

(6)纯铜版件毛坯的初始残余应力分布扩展阅读

应力存在的危害

（1）开裂

因为应力的存在，在受到外界作用后（如移印时接触到化学溶剂或者烤漆后端时高温烘烤），会诱使应力释放而在应力残留位置开裂。开裂主要集中在浇口处或过度填充处。

（2）翘曲及变形

因为残留应力的存在，因此产品在室温时会有较长时间的内应力释放或者高温时出现短时间内残留应力释放的过程，同时产品局部存在位置强度差，产品就会在应力残留位置产生翘曲或者变形问题。

（3）产品尺寸变化

因为应力的存在，在产品放置后或处理的过程中，如果环境达到一定的温度，产品就会因应力释放而发生变化。

㈦ 不锈钢拉伸件残余应力如何消除

残余应力普遍存在于塑性成形的 工件中，它随材料性质、工件的形状和尺寸、加工工艺参数的不同而有所不同。拉深件中的残余应力对其疲劳寿命、强度、尺寸和形状精度及稳定性都有很大的影 响。因此，评估拉深件中的残余应力，调整残余应力的分布或者消除残余应力对工件的影响很有必要。 304不锈钢综合性能良好，冷加工性能优良，适合用于制造拉深成形产品。但是不锈钢拉深件的成形工艺过程受到拉深比、模具参数（凸模/凹模间隙、凸模底部 圆角半径和凹模口部圆角半径）、压边力、摩擦等因素的影响。本文研究了不同拉深比对304不锈钢圆筒拉深件残余应力的影响。主要研究内容和得出的结论如 下： 1）在304不锈钢板上沿轧制的0°、45°、90°三个方向取样，通过室温拉伸试验研究了304不锈钢板在不同拉伸速度下的塑性变形行为，结果表明：屈 服强度随着变形速度的提高略微增大，但抗拉强度有所降低。拉伸速度对304不锈钢拉伸变形加工硬化的影响不明显；拉伸真实应力-应变曲线随取样方向不同没 有明显差别，说明304不锈钢板的力学性能基本呈平面各向同性，其弹性模量为E=193MPa，屈服强度为σs=257GPa，泊松比为0.28，为制定 圆筒件的拉深成形工艺和拉深成形模拟提供材料特性。 2）使用ABAQUS有限元分析软件对304不锈钢圆筒件的拉深成形进行数值模拟，得到拉深比分别为1.82、1.67、1.54和1.43圆筒件的残余 应力分布情况。模拟结果表明：上述四种不同拉深比所得圆筒件筒壁外表面的最大残余应力分别为483.69MPa、386.61MPa、343.56MPa 和312.60MPa，随拉深比的增大而增加。最大残余应力均出现在筒壁高度的中部，且在筒壁上的位置随拉深比的增大而增高。 3）设计并制造了圆筒件拉深模具，用拉深比分别为1.82、1.67、1.54和1.43圆形毛坯拉深获得4种不同的304不锈钢圆筒件。从圆筒件筒壁上 用线切割方法截下环形试样，用纳米压痕法测出上述不同拉深比所得环形试样外表面（根据模拟估算的最大残余应力处）的残余应力分别为1588.46MPa、 793.74MPa、745.30MPa、391.87MPa，也随拉深比的增大而增加，均比数值模拟得到的残余应力大。主要因为模拟时没有考虑304不 锈钢拉深后的相变会使残余应力增大。

㈧ 为什么会有残余应力

产生残余应力的原因和

减小残余应力及其引起变形的措施

. 我们真正关心的是零件加工后的质量。由于毛坯制造过程中会造

成较大的残余应力，而这些零件毛坯中处于“平衡”状态的残余应力在

加工之前不引起毛坯明显变形。当零件加工之后，原来毛坯中残余应力

的“平衡状态”被打破，应力释放出来，会造成零件很快变形而失去应

有的加工精度。

. 减小毛坯中因制造而残留在毛坯内部残余应力对零件加工质量的

影响，通常要进行消除应力的热处理，对要求精度高的零件要在粗加工

后进行人工时效处理，加快残余应力的重新分布面引起的变形过程，然

后再精加工。

. 不仅对细长轴，而且包括所有要经过冷校直的零件(如型钢、导轨)，

应当注意残余应力对零件加工精度的影响。

. 影响高精度零件质量的残余应力主要是在加工过程中产生的。

. 在切削过程中的残余应力由机械应力和热应力两种外因引起。机械

应力塑性变形是切削力使零件表层金属产生塑性变形，切削完成后又受

到里层未变形金属牵制而残留拉应力(里层金属产生残余压应力)。第三

变形区内后刀面与已加工表面的挤压与摩擦又使表面金属产生残余压应

力(里层金属产生残余拉应力)。如果第一变形区内应力造成的残余应力

大于第三变形区内产生的残余应力，则机械应力所造成的残余应力表现

为残余拉应力。反之，由于机械应力引起的残余应力为残余压应力。

. 在机械应力引起零件的残余应力的同时，切削热也引起残余应力。

切削中表面层金属受热膨胀产生的塑性变形受里层低温金属阻碍而产生

应力，在切削后的冷却过程中，表层金属体积收缩受里层金属阻碍而产

生残余拉应力。当切削温度高于材料相变温度产生相变时，热变形引起

的残余应力会更大。综合切削过程中的机械应力与热应力的作用结果，

决定了已加工表面残余应力的大小。

. 磨削加工中磨削热造成零件相变而体积膨胀、冷却液作用及磨粒

挤压金属都能够引起零件表层的残余应力。

. 磨削残余应力不仅引起零件变形，严重的磨削残余应力还可能导

致零件的磨削裂纹。减小残余应力及其所引起变形的措施，原则上是

在加工中增加去应力工序。使精加工之前消除零件的残余应力，尤其

一些仪器用的精加工零件，去应力人工时效往往是必不可少的工序。

塑性变形中外力所作的功除大部分转化成热之外，还有一小部分以畸变能的形式储存在形变材料内部。这部分能量叫做储存能。储存能的具体表现方式为：宏观残余应力、微观残余应力及点阵畸变。按照残余应力平衡范围的不同，通常可将其分为三种：

（1）第一类内应力，又称宏观残余应力，它是由工件不同部分的宏观变形不均匀性引起的，故其应力平衡范围包括整个工件。例如，将金属棒施以弯曲载荷，则上边受拉而伸长，下边受到压缩；变形超过弹性极限产生了塑性变形时，则外力去除后被伸长的一边就存在压应力，短边为张应力。这类残余应力所对应的畸变能不大，仅占总储存能的0.1％左右。

（2）第二类内应力，又称微观残余应力，它是由晶粒或亚晶粒之间的变形不均匀性产生的。其作用范围与晶粒尺寸相当，即在晶粒或亚晶粒之间保持平衡。这种内应力有时可达到很大的数值，甚至可能造成显微裂纹并导致工件破坏。

（3）第三类内应力，又称点阵畸变。其作用范围是几十至几百纳米，它是由于工件在塑性变形中形成的大量点阵缺陷（如空位、间隙原子、位错等）引起的。变形金属中储存能的绝大部分（80％~90％）用于形成点阵畸变。这部分能量提高了变形晶体的能量，使之处于热力学不稳定状态，故它有一种使变形金属重新恢复到自由焓最低的稳定结构状态的自发趋势，并导致塑性变形金属在加热时的回复及再结晶过程。

㈨ 残余应力是如何影响工件加工精度怎样去除

残余应复力是指当外部载荷制去掉以后仍存留在工件内部的应力。残余应力是由于金属发生了不均匀的体积变化而产生的。其外界因素来自热加工和冷加工。有残余应力的零件处于一种不稳定状态。一旦其内应力的平衡条件被打破，内应力的分布就会发生变化，从而引起新的变形，影响加工精度。
①内应力产生的原因主要有：
毛坯制造中产生的内应力;冷校正产生的内应力;切削加工产生的内应力。
②减小或消除内应力的措施
一是采用适当的热处理工序。二是给工件足够的变形时间。三是零件结构要合理，结构要简单，壁厚要均匀。现在普遍采用华云的振动时效设备来专门处理残余应力。效果大大优于传统的热时效。

㈩ 浅析如何应对薄壁类零件加工过程中出现的变形

1、利用零件的整体刚性加工薄壁零件
随着零件壁厚的减小，其刚性降低，加工变形增大。因此，在切削过程中，尽可能地利用零件的未加工部分，作为正在切削部分的支撑，使切削过程处在刚性较佳的状态。如：腔内有腹板的腔体类零件，加工时，铣刀从毛坯中间位置以螺旋线方式下刀以减少垂直分力对腹板的压力，在深度方向铣到尺寸，再从中间向四周扩展至侧壁。内腔深度较大时，按如上方法分多层加工。该方法能有效地降低切削变形及其影响，降低了由于刚性降低而可能发生的切削振动。
2、采用辅助支撑
对于薄壁结构的腔类零件加工，关键问题就是要解决由于装夹力引起的变形。为此，可通过在腔内加膜胎（橡胶膜胎或硬膜胎），以提高零件的刚性，抑制零件的加工变形；或采用石蜡、低熔点合金填充法等工艺方法，加强支撑．进而达到减小变形、提高精度的目的。
3、设计工艺加强筋，提高刚性对于薄壁零件，增加工艺筋条，以加强刚性，是工艺设计常用的手段之一。
4、对称分层铣削，让应力均匀释放
毛坯初始残余应力对称释放，可以有效减小零件的加工变形。对厚度两面需进行加工的板类零件，采用上下两面去除余量均等的原则，进行轮流加工，即在上平面去除δ余量，然
后翻面，将另一面也去除δ余量。加工时采用余量依次递减的原则，轮流的次数越多，其应力释放越彻底，工件加工后变形越小。
5、刀具下刀方式的优化
刀具下刀方式对零件的加工变形有直接的影响。如垂直进刀方式，对腹板有向下的压力，会引起腹板的弯曲变形；而水平进刀方式，对侧壁有挤压作用，在刀具刚性不足时造成让
刀，从而影响加工精度。
6、采用数控高速加工
随着数控机床的普及应用，许多控制薄壁零件变形的措施得以用程序固化，避免了因操作者的不同而出现质量差异的情况。对精度较高的薄壁零件，可以采用数控高速加工的方式控制变形。高速加工采用“小切深，快走刀”的方式，使刀具在高速旋转时，与工件接触的瞬间，工件产生软化状态，切屑成碎屑状，切削力迅速下降，加工变得很轻快；同时切削热在第一时间被迅速带走，使工件表面基本保持在室温状态，从而排除了因加工而导致的零件变形。
7、热处理去应力
薄壁结构的零件在加工过程中，因应力释放极易变形，工艺方法常采用粗、精加工分开进行，并在粗加工后进行去应力处理，即采用粗加工—去应力热处理—精加工的流程。对于变形严重的高精度零件，还要安排半精加工，并进行多次去应力处理。另外，振动消除应力、深冷处理去应力等措施，效果较好，但其应用范围需进一步推广。
8、合理选择工件定位装夹方法
为控制加工变形，除进行工艺方法的优化外，还需要合理选择工件装夹方法，减小夹紧力对变形的影响。