大量塑形变形后的残余应力问题

孤城领主领主

话说，我用一个铝板进行铣削加工，在大量挖除内腔后，需要进行去应力退火才能保证后面精加工尺寸的稳定性。另外，在进行冲床冲孔操作后，孔周围有毛边。
/ r  _# t8 W% ?. O, V我的疑惑是，上述两例都是大量的塑形变形，都会留下残留应力。那么哪位能解释一下，这些残留应力在微观层面（即晶粒，晶界，晶格畸变等）上是怎么导致工件变形的？铣削中大量材料去除后精加工尺寸不稳定，以及冲孔之后的毛边，应该都是残余应力在作祟，可它是怎么作祟的，哪位高手来解释一下？

走路empty

博士 课题

鈈莋贁chien

顶一个，这个貌似在课本上能找到答案吧。

PoiSonLink

不懂这计算分析.支持一下

孤城领主领主

鈈莋贁chien 发表于 2014-8-28 21:23
顶一个，这个貌似在课本上能找到答案吧。

手头的课本翻遍了没有找到答案，我读机械的硕士朋友也是以一句不在他的研究范围为由把我堵回来了。我很奇怪，在课本上清清楚楚写着，金属材料受应力会发生弹性变形，如果应力足够大就会发生塑形变形。接着书上说了，发生塑形变形是因为应力使得晶界滑移，可是为什么没有人去问弹性变形中晶界又是什么一种状况那？再有塑性变形后会有残余应力，这玩意会使加工后的工件在发生变形，而在这个残余应力的作用下，晶界，晶粒又是一种神马状况那？

liuyanxue

很深奥的问题

LIAOYAO

咋看得晕乎晕乎的，从”进行铣削加工，在大量挖除内腔后“ 来看，应该就是机加工的，切削是不能算在塑形变形里吧！主要讨论方向是在残留应力部分吧。
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又，冲孔是冲裁工艺，材料都已经分成两部分了，如何还停留在”塑形变形“呢？冲孔之后的毛边更和应力无啥关联，只是单纯偏向刀口利度和刀口间隙与间隙的确保问题。

独自莫凭栏

我抛个砖，描述一下金属切削的物理性质。当刀具切入工件时，就会发生材料流动，被挤压的材料就沿着刀具表面流出；当刀具前进时，刀具前面的材料在与材料流动方向相反的方向上产生应力，这是有摩擦力的缘故。
* t" B7 R2 H# ~6 d内应力是金属切削过程中产生的，由于刀具产生的应力，材料出现压缩；在切削过程中由刀具或工件向前移动，应力积聚在刀刃处并箱材料内部传播；这种应力集中导致切屑从材料商断裂并沿着切屑——刀具界面流动。
( k) L% {% F1 L% w; ?1 z; U由于大部分材料在一定程度上都具有延展性，切削时就很容易出现塑性流动。

孤城领主领主

LIAOYAO 发表于 2014-8-29 14:53
咋看得晕乎晕乎的，从”进行铣削加工，在大量挖除内腔后“ 来看，应该就是机加工的，切削是不能算在塑形变形 ...

由应力--应变曲线可知，断裂，是塑形变形的极端情况。而机械加工中的去除材料，都是在外力作用下的材料去除。假设拿一个1吨的小型冲床在100MM厚的45号调质刚上冲个10MM的通孔，冲不动吧。那是因为应力不够大，只能冲个小坑，虽然也引起了材料的塑形变形，但是远没到达到塑形变形的极端情况--断裂，的地步。可是同样的机器在1MM厚的45号钢材上冲个10MM的孔，就OK，这是因为应力足够大，大到塑形变形已经不能完成对冲击功的吸收，达到了断裂极限。

孤城领主领主

独自莫凭栏 发表于 2014-8-29 15:40
我抛个砖，描述一下金属切削的物理性质。当刀具切入工件时，就会发生材料流动，被挤压的材料就沿着刀具表面 ...

恩，不错，这是宏观的观察。微观的组织变化原理就更简单了