研磨工艺对不锈(xiu)钢制品管表面残(can)余应力的(de)影响

       表面残余应力(li)会影响不锈钢制品管的疲劳强度及尺寸精(jing)度，研磨工艺除了(le)对表面粗(cu)糙度有(you)影响之外，还对表面残余应力有着直接影(ying)响。接下来从磨料粒度、研磨压力和研磨(mo)速度等(deng)工艺参数，来详细了(le)解一下研磨工艺对不锈钢制品管表面残余应力的影响。

       一、磨料(liao)粒度

       磨料粒度是影响研磨(mo)过程的重要因素，不仅影响研磨加工过(guo)程中的研磨力(li)、研磨温度，而且影响(xiang)研磨不锈钢制品管(guan)的表面质(zhi)量。分别采(cai)用不同牌号的(de)碳化(hua)硅磨料，固定其它(ta)研(yan)磨参数（转速30rpm，研磨压力20N，研磨(mo)时间30min）进行(xing)研磨试(shi)验，得(de)到工(gong)件表面残余应力变化曲线(xian)如图3、图4所示。        由图4可(ke)见，经研磨加(jia)工的工件表面均(jun)呈压应力状态。这是因为研磨过程是由大量高硬度的磨料作为刀具进行微量切削(xue)不锈钢制品管表面的过程，而磨料作(zuo)为刀具(ju)具有很大的负前角，以致于研磨过(guo)程(cheng)中，磨料(liao)在工(gong)件表面产生了很大的压(ya)应力和塑性变形(xing)。不均匀的塑性变形(xing)加工后残存在表面，形成了残余压应(ying)力。由图3还可(ke)看(kan)出，表面残余压应力的数(shu)值随(sui)磨料粒度变(bian)大而增加。这是因为磨料粒度变大时，同时作用于(yu)工件加工(gong)表面上的磨粒数量相应减少，每个磨(mo)粒上的作用力增大，磨粒在其表面划出沟痕(hen)的(de)两侧出现了较大的(de)隆(long)起，工件表(biao)面的压(ya)应力和不均匀塑性变形程度随(sui)之增加(jia)，导致残余压应力上(shang)升。

       二、研(yan)磨压力

       改(gai)变施加在精密不锈(xiu)钢管上的研磨压力，而固定其它(ta)研磨参数(shu)（磨料粒度W1，转速30rpm，研磨(mo)时间30min）进行研(yan)磨试验，得到(dao)研磨压力对表面残(can)余应力的影响曲线。        由图(tu)6可见，增大研磨压力，工件表面的残余(yu)压应力增大(da)。这(zhe)是因(yin)为增大研磨压力，相应就增加了磨料(liao)对工件表面的压应(ying)力，使得不锈钢管表面的塑性变形程(cheng)度增大，这必然导致管材表面(mian)的残余(yu)压应力增(zeng)加。当研磨压力(li)增大到某一临(lin)界值后(hou)，表面残余压应力增大速度开始趋(qu)缓，这可能(neng)是由于在过大的研磨压力下，研磨后不锈钢(gang)管表面(mian)由于(yu)残余应力的作用而产生了微量变形(xing)，使得(de)部分残(can)余应力得以释放(fang)的缘故。

       三、研磨速(su)度

       固定(ding)其它工艺参数(shu)（磨料粒度W1，压力(li)20N，研(yan)磨时间30min），改变研磨速度进行了研(yan)磨试验，得(de)到研(yan)磨(mo)速度与表(biao)面(mian)残(can)余应力之间的关(guan)系(xi)曲线。        由图8可见，随(sui)研磨速度的提高，不锈钢(gang)制品管表面残余压应力的数值(zhi)随之增大。其原因在于，研(yan)磨速度增大，相应地使磨料作用(yong)于工(gong)件表面的次数增加。从图9可以看出，钢管表面的旧划痕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(bian)形减(jian)少，但是管材(cai)表(biao)面所受到的力却比(bi)研磨速度低时大得多，所以表面残余应力随着研磨速度的增加而增大。

       以上就(jiu)是研磨工艺对(dui)不锈钢制品管表面(mian)残余应力的(de)影(ying)响，从曲线图可知，残余应力随磨料粒度和(he)研磨压(ya)力(li)的增大而增加(jia)，但研(yan)磨压力超过某一临界值时，工件表面的残余压应力变化趋缓。研磨速度的增大会增加工件表面的残余压(ya)应力。

参考(kao)资料：陈建(jian)，原一高，吴贺龙，朱世根—研磨工艺对工件表(biao)面粗(cu)糙度及残余应力的影响