金屬加工的應(yīng)力

設(shè)備型號(hào)詳解

在金屬加工過程中，應(yīng)力是一個(gè)非常重要的概念。應(yīng)力是指單位面積上所受的力，通常用符號(hào)σ表示。金屬加工應(yīng)力主要包括彈性應(yīng)力、塑性應(yīng)力和殘余應(yīng)力。以下將詳細(xì)解析一種常見的金屬加工設(shè)備——數(shù)控機(jī)床的應(yīng)力問題。

一、數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介

數(shù)控機(jī)床是一種利用數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行加工的機(jī)床，具有自動(dòng)化程度高、加工精度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和加工工具等組成。在金屬加工過程中，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)力問題對(duì)加工質(zhì)量有著重要影響。

二、金屬加工應(yīng)力的分類

1. 彈性應(yīng)力：當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，產(chǎn)生形變，當(dāng)外力去除后，形變消失，這種應(yīng)力稱為彈性應(yīng)力。

2. 塑性應(yīng)力：當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，產(chǎn)生形變，當(dāng)外力去除后，形變不能完全消失，這種應(yīng)力稱為塑性應(yīng)力。

3. 殘余應(yīng)力：在金屬加工過程中，由于加工工藝、熱處理等因素，導(dǎo)致金屬內(nèi)部產(chǎn)生的一種永久性應(yīng)力。

三、數(shù)控機(jī)床應(yīng)力產(chǎn)生的原因

1. 加工工藝：如切削速度、切削深度、切削寬度等參數(shù)的設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致金屬加工過程中產(chǎn)生較大的應(yīng)力。

2. 機(jī)床結(jié)構(gòu)：機(jī)床的剛度和穩(wěn)定性不足，使得在加工過程中產(chǎn)生較大的振動(dòng)和變形，從而產(chǎn)生應(yīng)力。

3. 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)速度和精度不足，導(dǎo)致加工過程中產(chǎn)生較大的應(yīng)力。

4. 加工工具：加工工具的幾何形狀、材質(zhì)、磨損程度等都會(huì)對(duì)金屬加工應(yīng)力產(chǎn)生影響。

四、案例分析

1. 案例一：某企業(yè)加工一批精密零件，在加工過程中發(fā)現(xiàn)零件表面出現(xiàn)裂紋。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)是由于加工過程中切削速度過快，導(dǎo)致金屬產(chǎn)生較大的塑性應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂紋。

2. 案例二：某企業(yè)加工一批高強(qiáng)度鋼制零件，在加工過程中發(fā)現(xiàn)零件表面出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)是由于加工過程中熱處理不當(dāng)，導(dǎo)致金屬內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，從而產(chǎn)生剝落。

3. 案例三：某企業(yè)加工一批鋁合金零件，在加工過程中發(fā)現(xiàn)零件表面出現(xiàn)麻點(diǎn)。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)是由于加工過程中切削參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致金屬產(chǎn)生較大的彈性應(yīng)力，從而產(chǎn)生麻點(diǎn)。

4. 案例四：某企業(yè)加工一批鈦合金零件，在加工過程中發(fā)現(xiàn)零件表面出現(xiàn)裂紋。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)是由于加工過程中機(jī)床剛度不足，導(dǎo)致加工過程中產(chǎn)生較大的振動(dòng)，從而產(chǎn)生裂紋。

5. 案例五：某企業(yè)加工一批不銹鋼零件，在加工過程中發(fā)現(xiàn)零件表面出現(xiàn)變形。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)是由于加工過程中伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)速度不足，導(dǎo)致加工過程中產(chǎn)生較大的應(yīng)力，從而產(chǎn)生變形。

五、常見問題問答

1. 金屬加工應(yīng)力有哪些危害？

答：金屬加工應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致零件表面出現(xiàn)裂紋、剝落、麻點(diǎn)、變形等缺陷，影響零件的加工質(zhì)量和使用壽命。

2. 如何降低金屬加工應(yīng)力？

答：合理設(shè)置加工工藝參數(shù)、提高機(jī)床剛度、優(yōu)化伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、選用合適的加工工具等。

3. 金屬加工應(yīng)力與加工工藝參數(shù)有什么關(guān)系？

答：加工工藝參數(shù)如切削速度、切削深度、切削寬度等對(duì)金屬加工應(yīng)力有較大影響。

4. 如何檢測(cè)金屬加工應(yīng)力？

答：可以通過無損檢測(cè)技術(shù)如超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)等方法檢測(cè)金屬加工應(yīng)力。

5. 金屬加工應(yīng)力與熱處理有什么關(guān)系？

答：熱處理過程會(huì)導(dǎo)致金屬內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，影響零件的加工質(zhì)量和使用壽命。

金屬加工應(yīng)力是金屬加工過程中不可避免的問題。了解金屬加工應(yīng)力的產(chǎn)生原因、分類、危害以及降低方法，有助于提高金屬加工質(zhì)量，延長零件使用壽命。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)具體情況采取相應(yīng)措施，降低金屬加工應(yīng)力。