Page 40 - 机械技术运用及理论研究

28 机械技术 运用及理论研究 Research on the Application and Theory of Mechanical Technology

的显微硬度及硬化程度表示。一般硬化程度越大，硬化层的深度也越大。表面层
的硬化程度决定于塑性变形力、变形速度及变形时的温度。切削力越大，塑性变
形越大，硬化程度越严重。变形速度快，塑性变形不充分，硬化程度弱。变形时
的温度不仅影响塑性变形程度，还会影响变形后金相组织的恢复，即恢复作用的

速度大小取决于温度的高低，温度持续的时间及硬化程度的大小。因而，加工硬
化是强化作用和恢复作用的综合结果。
影响冷作硬化的主要因素：第一，切削用量。切削速度增大，刀具与工件接
触挤压时间短，塑性变形小。速度大时温度也会增高，有助于冷硬的恢复，冷硬

较弱进给量增大时切削增加，塑性变形也增加，硬化加强。但当进给餐较小时，
由于刀具刃口圆角在加工表面单位长度上的挤压次数增多，硬化程度也会增大。
第二，刀具。刀具刃门圆弧半径增加，对表层挤压作用大，使冷硬增加；刀具副
后刀面磨损增加，对已加工表面摩擦增大，使冷硬增加；刀具前角加大可减小塑

性变形。使冷硬减小。第三，工件材料。工件材料的硬度越低，塑性变形越大，
切削后冷作硬化现象越严重。因此，在切削加工过程中应合理选择刀具的几何形
状，采用较大的前角和后角，并在刃磨时尽量减小其刃口圆角半磨损程度。合理
的选择切削用量，采用较高的切削速度和较小的进给量。加工时选择有效的冷却

润滑液。
（三）表面层的残余应力
工业切削过程中金属材料的表层组织发生形状和组织变化时，在表层金属与
基体材料交界处将会产生相互平衡的弹性应力，该应力就是表面残余应力。表面

层的残余应力的产生，主要有以下三种原因冷态塑性变形引起的残余应力。在切
削力作用下，已加工表面发生强烈的塑性变形，表面层金属体积发生变形状态。
切削力去除后，基体金属趋向恢复，但受到已产生塑性变形的表面层的限制，恢
复不到原状，因而在表面层产生残余应力。一般来说，表面层在切削时受刀具后

刀面的挤压和摩擦，使表面层生产伸长塑性变形，受到基体材料的限制而生产残
余压应力。热态塑性变形引起的残余应力：工件被加工表面在切削热的作用下产
生热膨胀，此时基体金属温度较低，因此表层产生热压应力。当切削过程结束时，
表面温度下降，由于表层已产生热塑性变形并受到基体的限制，因而产生残余拉

应力。磨削温度越高。热塑性变形越大，残余拉应力也越大，有时甚至产生裂纹。
金相组织变化引起的残余应力，切削时产生高温会引起表面层金相组织变化。由