При обработке механических деталей на заготовку будут воздействовать сила резания и теплота резания, что изменит физико-механические свойства металла поверхностного слоя. В процессе шлифования пластическая деформация и нагрев при резке будут более серьезными, чем режущая кромка. Для обеспечения механических свойств обработанных поверхностей деталей необходимо знать, какие факторы влияют на механические свойства обработанных поверхностей деталей.
1. Холодное упрочнение и параметры оценки
(1) Холодное упрочнение металлов
В процессе механической обработки из-за роли силы резания очень легко возникает пластическая деформация, из-за которой решетка деформируется, деформируется и даже ломается. Это улучшит твердость и прочность поверхностного металла, что называется холодным упрочнением.
(2) Основные факторы, влияющие на наклеп
С увеличением радиуса притупления режущей кромки усилится выдавливающее воздействие на поверхностный металл, что усугубит пластическую деформацию и приведет к усилению хладностойкости.
Износ задней поверхности инструмента увеличивается, а трение между задней поверхностью инструмента и обрабатываемой поверхностью увеличивает пластическую деформацию, приводящую к упрочнению.
Влияние радиуса притупления режущей кромки на скорость резания при наклепе увеличивается, время взаимодействия между инструментом и заготовкой сокращается, вследствие чего уменьшается глубина распространения пластической деформации и уменьшается глубина упрочненного слоя. Когда скорость резания увеличивается, время воздействия тепла резания на поверхность заготовки сокращается, что приводит к закалке.
2. Изменение металлографической структуры материала поверхностного слоя.
(1) Пригар при шлифовке: когда температура поверхности шлифовальной заготовки превышает температуру фазового перехода, металл поверхности подвергается металлографическим изменениям, что снижает прочность и твердость металла поверхности, что приводит к остаточным напряжениям и небольшим трещинам. Во время шлифования закаленной стали могут возникать прожоги отпуска, закалки и отжига.
Ожог отпуском: температура в зоне шлифования не превышает температуру превращения закаленной стали, но превышает температуру превращения чернового тела. Структура мартенсита отпуска поверхностного металла заготовки преобразуется в структуру отпуска с низкой твердостью.
Закалочный ожог: если температура зоны резания превышает температуру фазового перехода, в сочетании с ролью закалки охлаждающей жидкости, поверхностный металл подвергается вторичной закалке, и его твердость будет выше, чем у отпущенного мартенсита, в то время как нижний слой из него будет медленно остывать, и появится отпускная ткань с твердостью ниже, чем у исходного отпускного мартенсита.
Отжиг: если температура в зоне резания превышает температуру фазового перехода, а охлаждающая жидкость не поступает в зону шлифования, на поверхности металла образуется обратная структура, что приводит к резкому падению поверхностной твердости.
(2) Остаточное напряжение поверхностного слоя: под действием силы резания на обработанную поверхность воздействует растягивающее напряжение, что приводит к пластической деформации удлинением. Когда площадь поверхности имеет тенденцию к увеличению, внутренний слой будет испытывать упругую деформацию. При снятии силы резания внутренний металл имеет тенденцию к восстановлению, но не может вернуться к своей первоначальной форме из-за ограничения пластической деформации поверхностного слоя. Следовательно, в поверхностном слое будет остаточное сжимающее напряжение, а во внутреннем — растягивающее напряжение.