研磨工艺(yi)对不锈钢制品管表面残余应力的(de)影响

       表面(mian)残余应力会影(ying)响不锈钢(gang)制品管的疲(pi)劳强度(du)及尺寸(cun)精度，研磨工艺除了对(dui)表(biao)面粗糙度有(you)影响之外，还对表面残余应力有着直接影响。接下来从磨(mo)料粒度、研磨压力(li)和研(yan)磨速度等工艺参数，来详细了解(jie)一下研磨工艺对不锈钢(gang)制品(pin)管表(biao)面残余应力的影响。

       一、磨料粒(li)度

       磨料粒度是影响研磨过程的重(zhong)要因素，不(bu)仅影响研磨加工过程中的研磨力、研磨温度，而且影响研磨不锈钢制品管的表面质量。分(fen)别采用不(bu)同牌号的碳化硅磨料，固定其它研磨参数（转速30rpm，研磨压力20N，研(yan)磨时间30min）进行研磨试验，得(de)到(dao)工(gong)件表面残余应力变化曲线如图3、图4所(suo)示。        由图4可见(jian)，经研磨加工的工件表面均呈压应力状态。这是因(yin)为研磨过程(cheng)是由(you)大(da)量高硬度(du)的磨料作为刀具进行微量切削不锈钢制品管表面(mian)的过(guo)程，而(er)磨料作为刀具具(ju)有很大的负前角，以致于(yu)研磨过(guo)程中，磨料在工件表面产生(sheng)了很(hen)大(da)的压应力和塑性变形。不均匀的塑性变形加工(gong)后残存在(zai)表(biao)面，形成了残余压应力。由图3还可看出，表面(mian)残余压应力的数(shu)值随磨料粒度变大而增加。这是因为磨料粒度变大时，同时作用(yong)于工(gong)件加工表面上的磨粒数量(liang)相应减少，每个(ge)磨粒上的作用力增大，磨粒在其表(biao)面划(hua)出沟痕的两侧出现了较大的隆起，工件表面的压应力和不均(jun)匀塑性变形程度随之增加，导致残余压应(ying)力上(shang)升(sheng)。

       二、研磨压力

       改(gai)变(bian)施加在精密不锈钢管(guan)上的研磨压力(li)，而固定其它研磨参数（磨料粒度W1，转速(su)30rpm，研磨时间30min）进行研磨试验，得到研磨压力对表面残余应力的影响曲线。        由(you)图6可(ke)见，增大(da)研磨压力(li)，工件表面的残余压应力增大。这(zhe)是因为增大(da)研磨压(ya)力，相应(ying)就增(zeng)加了磨料对工件表面的压应力，使得不锈钢管表面的塑性变形程度增大(da)，这必然导致管材表(biao)面的残余(yu)压应(ying)力增加。当研磨压(ya)力增大到某一临界值后，表面(mian)残余压应力增大速度开始趋缓，这可能(neng)是由于在过大的(de)研磨压力下(xia)，研磨后不锈钢管表面由于残余应(ying)力的作用而(er)产生了微量变形，使得部分残余应力得以释放的(de)缘故(gu)。

       三、研磨速度

       固定其(qi)它工艺参数（磨料粒度W1，压力20N，研磨时间30min），改变研磨速度进行(xing)了(le)研磨试验，得到研磨速度(du)与表面(mian)残余应力之间的关系曲线。        由图8可见，随(sui)研(yan)磨速度的提高，不(bu)锈钢(gang)制品管表面残余压(ya)应力的数值随之增大。其(qi)原因在于，研磨速度增(zeng)大，相应地使磨料(liao)作用于工件表面(mian)的次数增加。从图9可(ke)以看(kan)出，钢管表面的旧划痕(hen)上产生了许多新划痕，随着研磨速度的增加，工件表面的塑性变形减少，但是管材表面所受到的力却比研磨速(su)度(du)低时大得多，所以表面(mian)残余应力随着研磨速度的增加而增大。

       以上就是研磨(mo)工艺对不(bu)锈钢制品管表(biao)面(mian)残余应(ying)力的影响，从曲线图可知(zhi)，残余应力随磨料粒度和研磨压力的增大而增加，但(dan)研磨压(ya)力超过(guo)某一临界(jie)值时，工件表面的残余压应力变(bian)化趋(qu)缓。研磨速度的增大会增(zeng)加工件表面的残余压应力。

参考资(zi)料：陈建，原一高，吴贺龙，朱世根—研磨(mo)工艺对工件表面粗糙度及残余应力的影响