切削加工表面殘余應(yīng)力研究綜述

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1、專稿FEATURE切削加工表面殘余應(yīng)力研究綜述LiteratureReviewofResidualStressontheSurfaceintheCutting西北工業(yè)大學(xué)現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室??王增強(qiáng)??劉超鋒主要研究了切削加工過程中殘余應(yīng)力產(chǎn)生的機(jī)理，并對(duì)殘余應(yīng)力的測(cè)量方法以及殘余應(yīng)力的調(diào)整和消除手段進(jìn)行了較為系統(tǒng)的闡述和比較，提出了在殘余應(yīng)力檢測(cè)和消除領(lǐng)域的一些建議，為進(jìn)一步研究提供參考和借鑒。DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.06.026力因其直觀性差和不易檢測(cè)等因素的方法研究了殘余應(yīng)力對(duì)滾動(dòng)接觸[4]往往被人們忽視

2、。殘余應(yīng)力嚴(yán)重影疲勞強(qiáng)度的影響；董輝躍等研究了響構(gòu)件的加工精度和尺寸穩(wěn)定性、靜材料去除過程中殘余應(yīng)力的重新分王增強(qiáng)[5]強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和腐蝕開裂。特別是布及該過程所引起的工件變形；孫西北工業(yè)大學(xué)研究員，航空發(fā)動(dòng)機(jī)CAD/CAM研究所副所長(zhǎng),現(xiàn)代設(shè)計(jì)與在承力件和轉(zhuǎn)動(dòng)件上，殘余應(yīng)力的存杰等基于理論計(jì)算和有限元模擬,集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主在易導(dǎo)致突發(fā)性破壞且后果往往十研究了毛坯的初始?xì)堄鄳?yīng)力對(duì)大型任。長(zhǎng)期從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤五[6]分嚴(yán)重。因此，自20世紀(jì)50年代以整體結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工變形的影響；坐標(biāo)數(shù)控加工技術(shù)、葉片無(wú)余量高效數(shù)來國(guó)內(nèi)外技術(shù)人員花費(fèi)了大量的精Hir

3、oyuki等研究了不同加工參數(shù)引控加工技術(shù)、渦輪葉片精鑄模具CAD/CAM技術(shù)以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)信息化技術(shù)力研究殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機(jī)理、檢測(cè)手起的殘余應(yīng)力對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影的研究與應(yīng)用。獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)[7]段、消除方法以及殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的響，并且結(jié)合正交切削模型和刀尖1項(xiàng)，部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)[1]影響。圓角壓痕模型建立了殘余應(yīng)力預(yù)測(cè)2項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇。[8]Guo等通過試驗(yàn)的方法研究了模型；王立濤對(duì)于銑削加工航空框車削和磨削產(chǎn)生的不同性質(zhì)的殘余類整體結(jié)構(gòu)件時(shí)的殘余應(yīng)力和變形[2]殘余應(yīng)力主要是由構(gòu)件內(nèi)部不應(yīng)力對(duì)工件疲勞強(qiáng)度的影響；Seo機(jī)理進(jìn)行了研究，

4、并將研究成果應(yīng)用[9]均勻的塑性變形引起的。各種工程等通過試驗(yàn)和有限元模擬的方法揭于實(shí)際生產(chǎn)。材料和構(gòu)件在毛坯的制備、零件的示了在車輪制造和火車剎車過程中在機(jī)械加工過程中殘余應(yīng)力的加工、熱處理和裝配的過程中都會(huì)引起的殘余應(yīng)力和火車車輪疲勞壽存在不僅影響零件的加工精度而且[3][10]產(chǎn)生不同程度的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)命之間的代數(shù)關(guān)系；Liu等用試驗(yàn)影響零件的使用性能和壽命。因26航空制造技術(shù)·2015年第6期專稿FEATURE此，充分了解殘余應(yīng)力產(chǎn)生的機(jī)理并F1+F2+F3=0。速零件表面裂紋的萌生和擴(kuò)展，降低掌握殘余應(yīng)力測(cè)量和消除方法對(duì)于2?殘余應(yīng)力的分類零件的抗疲勞強(qiáng)度

5、、耐腐蝕性和尺寸充分利用殘余應(yīng)力的有益的一面，避（1）根據(jù)殘余應(yīng)力影響的程度穩(wěn)定性等。而殘余壓應(yīng)力則會(huì)在一免殘余應(yīng)力帶來的危害以及改進(jìn)加把殘余應(yīng)力分為宏觀應(yīng)力和微觀應(yīng)定程度上提高零件的抗疲勞強(qiáng)度和[14-15]工工藝，延長(zhǎng)工件的使用壽命和確保力。1973年德國(guó)學(xué)者E.Macherauch耐腐蝕性。因此，研究如何使零安全生產(chǎn)是十分有意義的。進(jìn)一步把宏觀應(yīng)力稱為第一類殘余件表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的加工工藝本文主要研究了切削加工過程應(yīng)力；把微觀應(yīng)力分為第二類和第三是非常有意義的。中殘余應(yīng)力產(chǎn)生的機(jī)理，并對(duì)殘余應(yīng)類殘余應(yīng)力。第一類殘余應(yīng)力存在力的測(cè)量方法以及殘余應(yīng)力的調(diào)整于材料的較

6、大范圍或許多晶粒范圍金屬切削加工過程和殘余和消除手段進(jìn)行了較為系統(tǒng)的闡述內(nèi)并且保持相互平衡，它的大小和方應(yīng)力產(chǎn)生的機(jī)理和比較，提出了在殘余應(yīng)力檢測(cè)和消向可以用常用的機(jī)械和物理方法進(jìn)1?金屬切削過程除領(lǐng)域的一些建議，為進(jìn)一步研究提行檢測(cè)。這種殘余應(yīng)力對(duì)于所加工在金屬的切削過程中，切屑是被供參考和借鑒。的產(chǎn)品是否合格以及最終產(chǎn)品的性加工材料受到刀具前刀面的推擠而能能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求等都會(huì)產(chǎn)生很沿剪切面剪切滑移形成的。在這個(gè)殘余應(yīng)力的定義和分類大的影響。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中過程中，切削層金屬會(huì)發(fā)生一系列的1?殘余應(yīng)力的定義所關(guān)注的殘余應(yīng)力一般指第一類殘變形，同時(shí)產(chǎn)生大量的熱。

7、通常把金殘余應(yīng)力是指在沒有外力作用余應(yīng)力。第二類殘余應(yīng)力是指存在屬切削的變形過程分為3個(gè)變形區(qū)[16]于物體時(shí)，物體內(nèi)部保持平衡的應(yīng)于晶粒范圍內(nèi)的殘余應(yīng)力。第三類來研究（圖2）。力。在沒有外力的作用下，物體內(nèi)部殘余應(yīng)力是指存在于晶粒內(nèi)部的粒第一變形區(qū)集中在刀尖與工件[11-13]保持平衡的應(yīng)力稱為固有應(yīng)力，殘余子之間的晶內(nèi)應(yīng)力。接觸的前端。在這個(gè)變形區(qū)內(nèi)，隨著[11]應(yīng)力是固有應(yīng)力的一種。（2）根據(jù)殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因，刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切削層的金現(xiàn)在用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子說明殘把宏觀應(yīng)力相對(duì)應(yīng)地叫做體積應(yīng)力；屬在達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度之后就開[