机械制造技术基础课件.pptx

一、机械加工表面质量对零件使用性能的影响一、机械加工表面质量对零件使用性能的影响（一）表面质量对零件耐磨性的影响（一）表面质量对零件耐磨性的影响1 1、表面粗糙度对零件耐磨性的影响、表面粗糙度对零件耐磨性的影响 v 表面粗糙度太大和太小都不耐磨。表面粗糙度太大和太小都不耐磨。如图如图1 1、2 2所示。所示。v表面粗糙度太大，接触表面的实际压强增大，粗糙不平的凸峰表面粗糙度太大，接触表面的实际压强增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、挤裂、切断，故磨损加剧；相互咬合、挤裂、切断，故磨损加剧；v表面粗糙度太小，也会导致磨损加剧。表面粗糙度太小，也会导致磨损加剧。表面粗糙度的最佳值与表面粗糙度的最佳值与机器零件的工作情况有关，机器零件的工作情况有关，载荷加大时，磨损曲线向上、向右移载荷加大时，磨损曲线向上、向右移动，最佳表面粗糙度值也随之右移。动，最佳表面粗糙度值也随之右移。图图1图图22 2、冷作硬化对零件耐磨性的影响、冷作硬化对零件耐磨性的影响加工表面的冷作硬化，一般能提加工表面的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨性。高零件的耐磨性。因为它使磨擦因为它使磨擦副表面层金属的显微硬度提高，副表面层金属的显微硬度提高，塑性降低，减少了摩擦副接触部塑性降低，减少了摩擦副接触部分的弹性变形和塑性变形。分的弹性变形和塑性变形。并非冷作硬化程度越高，耐磨性并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。就越高。这是因为过分的冷作硬这是因为过分的冷作硬化，将引起金属组织过度化，将引起金属组织过度“疏松疏松”，在相对运动中可能会产生金，在相对运动中可能会产生金属剥落，在接触面间形成小颗粒，属剥落，在接触面间形成小颗粒，使零件加速磨损。使零件加速磨损。3 3、残余应力对零件耐磨性的影响、残余应力对零件耐磨性的影响图图3 3 冷作硬化对零件耐磨性冷作硬化对零件耐磨性的影响的影响表面为压应力时，耐磨性高。反之，耐磨性低。表面为压应力时，耐磨性高。反之，耐磨性低。（二）表面质量对零件耐疲劳强度的影响（二）表面质量对零件耐疲劳强度的影响1、表面粗糙度对零件疲劳强度的影响、表面粗糙度对零件疲劳强度的影响表面粗糙度越大，抗疲劳破坏的能力越差。如图表面粗糙度越大，抗疲劳破坏的能力越差。如图4所示。所示。对承受交变载荷零件的疲劳强对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大。在交变载荷作用度影响很大。在交变载荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳裂易引起应力集中，产生疲劳裂纹。纹。表面粗糙度值越小，表面表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲劳性越好；缺陷越少，工件耐疲劳性越好；反之，加工表面越粗糙，表面反之，加工表面越粗糙，表面的纹痕越深，纹底半径越小，的纹痕越深，纹底半径越小，其抗疲劳破坏的能力越差。其抗疲劳破坏的能力越差。2、表面层冷作硬化对零件疲劳、表面层冷作硬化对零件疲劳强度的影响强度的影响适度的表面层冷作硬化能提适度的表面层冷作硬化能提高零件的疲劳强度。高零件的疲劳强度。图图43、表面层的残余应力对零件疲劳强度的影响、表面层的残余应力对零件疲劳强度的影响残余应力有拉应力和压应力之分，残余应力有拉应力和压应力之分，残余拉应力残余拉应力容易使已加工表面产容易使已加工表面产生裂纹并使其扩展而生裂纹并使其扩展而降低疲劳强度降低疲劳强度残余压应力残余压应力则能够部分地抵消工作载荷施加的拉应力，延缓疲劳裂则能够部分地抵消工作载荷施加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，从而纹的扩展，从而提高零件的疲劳强度提高零件的疲劳强度。（三）表面质量对零件耐腐蚀性的影响（三）表面质量对零件耐腐蚀性的影响（1）表面粗糙度对零件耐腐蚀性能的影响）表面粗糙度对零件耐腐蚀性能的影响零件表面越粗糙，越容易积聚腐蚀性物质，凹谷越深，渗透与零件表面越粗糙，越容易积聚腐蚀性物质，凹谷越深，渗透与腐蚀作用越强烈。腐蚀作用越强烈。因此因此减小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蚀性能。减小零件表面粗糙度，可以提高零件的耐腐蚀性能。（2）表面残余应力对零件耐腐蚀性能的影响）表面残余应力对零件耐腐蚀性能的影响零件表面残余压应力使零件表面紧密，腐蚀性物质不易进入，零件表面残余压应力使零件表面紧密，腐蚀性物质不易进入，可增强零件的耐腐蚀性，而表面残余拉应力则降低零件耐腐蚀性。可增强零件的耐腐蚀性，而表面残余拉应力则降低零件耐腐蚀性。（四）表面质量对零件配合精度的影响（四）表面质量对零件配合精度的影响相配零件间的配合关系是用过盈量或间隙值来表示的。在间隙相配零件间的配合关系是用过盈量或间隙值来表示的。在间隙配合中，如果零件的配合表面粗糙，则会使配合件很快磨损而增大配合中，如果零件的配合表面粗糙，则会使配合件很快磨损而增大配合间隙，改变配合性质，降低配合精度；在过盈配合中，如果零配合间隙，改变配合性质，降低配合精度；在过盈配合中，如果零件的配合表面粗糙，则装配后配合表面的凸峰被挤平，配合件间的件的配合表面粗糙，则装配后配合表面的凸峰被挤平，配合件间的有效过盈量减小，降低配合件间联接强度，影响了配合的可靠性。有效过盈量减小，降低配合件间联接强度，影响了配合的可靠性。表面质量对零件使用性能还有其它方面的影响：表面质量对零件使用性能还有其它方面的影响：如减小表面粗糙度可提高零件的接触刚度、密封性和测量精度；如减小表面粗糙度可提高零件的接触刚度、密封性和测量精度；对滑动零件，可降低其摩擦系数，从而减少发热和功率损失。对滑动零件，可降低其摩擦系数，从而减少发热和功率损失。二、影响表面粗糙度的因素二、影响表面粗糙度的因素1、切削加工中影响表面粗糙度的因素、切削加工中影响表面粗糙度的因素1 1、刀具几何形状的复映、刀具几何形状的复映 刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残刀具相对于工件作进给运动时，在加工表面留下了切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的复映。其理论上的最大粗糙度留面积，其形状是刀具几何形状的复映。其理论上的最大粗糙度HmaxHmax可由刀具形状、进给量可由刀具形状、进给量f f，按图，按图5 5几何关系求得。几何关系求得。1)1)当刀尖圆弧半径当刀尖圆弧半径rr很小时：很小时：2)2)当背吃刀量当背吃刀量apap很小时，粗很小时，粗糙度主要由刀尖圆弧构成：糙度主要由刀尖圆弧构成：图图5措施：措施：减小进给量减小进给量f f、主偏角、主偏角KrKr、副偏角、副偏角KrKr以及增大刀尖圆弧以及增大刀尖圆弧半径半径r r，均可减小残留面积的高度。，均可减小残留面积的高度。2 2、物理因素、物理因素（1 1）积屑瘤的影响）积屑瘤的影响 当金属切削刀具以一定速度切削塑性材料而形成带状切屑时，当金属切削刀具以一定速度切削塑性材料而形成带状切屑时，在前刀面上很容易形成硬度很高的积屑瘤。图在前刀面上很容易形成硬度很高的积屑瘤。图6所示所示图图6 6 积屑瘤对工件表面质量的影响积屑瘤对工件表面质量的影响（2 2）鳞刺的影响）鳞刺的影响 较低的切削速度，较低的切削速度，切削塑性材料时容易切削塑性材料时容易产生鳞刺。图产生鳞刺。图7 7所示所示图图7 7 鳞刺形成的四个阶段鳞刺形成的四个阶段a)a)抹试阶段抹试阶段 b)b)导裂阶段导裂阶段 c)c)层积阶段层积阶段 d)d)刮成阶段刮成阶段（3 3）振动的影响）振动的影响 切削加工时，在工件与刀具之间经常发生振动，使工件表面切削加工时，在工件与刀具之间经常发生振动，使工件表面粗糙度值增大。粗糙度值增大。从物理因素看，要降低表面粗糙度的主要措施有：减少加工时从物理因素看，要降低表面粗糙度的主要措施有：减少加工时的塑性变形，避免产生积屑瘤和鳞刺。对此起主要作用的影响因的塑性变形，避免产生积屑瘤和鳞刺。对此起主要作用的影响因素有切削速度、工件材料的性质及刀具的几何形状、材料和刃磨素有切削速度、工件材料的性质及刀具的几何形状、材料和刃磨质量。质量。1 1）切削速度的影响）切削速度的影响图图72 2）工件材料性质的影响）工件材料性质的影响工件材料韧性工件材料韧性、塑性变、塑性变形形，加工表面就愈粗糙。，加工表面就愈粗糙。故对中碳钢和低碳钢材故对中碳钢和低碳钢材料的工件，为改善切削性料的工件，为改善切削性能，减小表面粗糙度，常能，减小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排在粗加工或精加工前安排正火或调质处理。正火或调质处理。3 3）刀具几何形状、材料、刃磨质量的影响）刀具几何形状、材料、刃磨质量的影响 适当增大前角和后角均可减小表面粗糙度值。但前角不能太大，适当增大前角和后角均可减小表面粗糙度值。但前角不能太大，否则粗糙度值也会增加。否则粗糙度值也会增加。主偏角主偏角KrKr和和KrKr减小，可减小加工表面粗糙度值。减小，可减小加工表面粗糙度值。刀具材料中热硬性好的材料耐磨性好，易于保持刃口的锋利。刀具材料中热硬性好的材料耐磨性好，易于保持刃口的锋利。摩擦系数小的材料易于排屑。摩擦系数小的材料易于排屑。与被加工亲合力小的材料不易产生积屑瘤和鳞刺。因此，硬与被加工亲合力小的材料不易产生积屑瘤和鳞刺。因此，硬质合金优于高速钢，高速钢优于碳素工具钢，金刚石和立方氮化质合金优于高速钢，高速钢优于碳素工具钢，金刚石和立方氮化硼优于硬质合金。硼优于硬质合金。刀具的刃磨质量对工件的表面粗糙度影响较大。刀具的刃磨质量对工件的表面粗糙度影响较大。4 4）冷却润滑的影响）冷却润滑的影响 切削液的冷却和润滑作用能减小切削过程中的界面摩擦，降切削液的冷却和润滑作用能减小切削过程中的界面摩擦，降低切削区温度，使切削区金属表面的塑性变形程度下降，抑制鳞低切削区温度，使切削区金属表面的塑性变形程度下降，抑制鳞刺和积屑瘤的产生，从而大大减小表面粗糙度的数值。刺和积屑瘤的产生，从而大大减小表面粗糙度的数值。2、磨削加工中影响表面粗糙度的因素、磨削加工中影响表面粗糙度的因素磨削加工时磨粒很钝，常具有很大的负前角，工件的磨削表磨削加工时磨粒很钝，常具有很大的负前角，工件的磨削表面是由砂轮上大量磨粒刻划出无数极细的刻痕形成的，工件单位面是由砂轮上大量磨粒刻划出无数极细的刻痕形成的，工件单位面积上通过的砂粒数越多，则刻痕越多，刻痕的等高性越好，表面积上通过的砂粒数越多，则刻痕越多，刻痕的等高性越好，表面粗糙度值越小。因此，砂轮的粒度、修整、速度和磨削切深、面粗糙度值越小。因此，砂轮的粒度、修整、速度和磨削切深、工件速度等都对磨削时的表面粗糙度造成影响。工件速度等都对磨削时的表面粗糙度造成影响。1 1、磨削用量、磨削用量（1 1）砂轮速度）砂轮速度Vs Vs 提高提高VsVs可减小表面粗糙度值。可减小表面粗糙度值。（2 2）工件速度）工件速度Vw Vw 提提高工件速度，磨粒在高工件速度，磨粒在单位时间内在工件表单位时间内在工件表面上的刻痕数减小，面上的刻痕数减小，因而将增大磨削表面因而将增大磨削表面粗糙度值。粗糙度值。（3 3）磨削深）磨削深度度ap ap apap增加，磨增加，磨削过程中磨削过程中磨削力及磨削削力及磨削温度都增加，温度都增加，磨削表面塑磨削表面塑性变形程度性变形程度增大，从而增大，从而增大表面粗增大表面粗糙度值。糙度值。图图7 磨粒对加工表面的影响磨粒对加工表面的影响图图8 磨削用量对表面粗糙度的影响磨削用量对表面粗糙度的影响影响切削加影响切削加工表面粗糙工表面粗糙度的因素度的因素刀具几何形状刀具几何形状刀具材料、刃磨质量刀具材料、刃磨质量切削用量切削用量工件材料工件材料残留面积残留面积 RaRa前角前角 RaRa后角后角摩擦摩擦RaRa刃倾角会影响实际工作前刃倾角会影响实际工作前角角 v Ra v Raf Raf Raa ap p对对RaRa影响不大，太小会影响不大，太小会打滑，划伤已加工表面打滑，划伤已加工表面材料塑性材料塑性 RaRa同样材料晶粒组织大同样材料晶粒组织大 RaRa，常用正火、调质处理，常用正火、调质处理刀具材料强度刀具材料强度 RaRa刃磨质量刃磨质量 RaRa冷却、润滑冷却、润滑 RaRa2 2、砂轮的特性、砂轮的特性粒粒 度度砂轮的粒度越细，则表面粗糙度值越小。砂轮的粒度越细，则表面粗糙度值越小。但砂轮的粒度过细时，砂轮易堵塞，反而但砂轮的粒度过细时，砂轮易堵塞，反而提高表面粗糙度值，甚至引起磨削烧伤。提高表面粗糙度值，甚至引起磨削烧伤。砂轮的砂轮的硬度硬度砂轮的硬度应大小合适，砂轮太硬，表面粗糙度砂轮的硬度应大小合适，砂轮太硬，表面粗糙度值增大和产生磨削烧伤，砂轮太软，磨粒易脱落，值增大和产生磨削烧伤，砂轮太软，磨粒易脱落，常会产生磨损不均匀，使粗糙度值增大。常会产生磨损不均匀，使粗糙度值增大。砂轮的砂轮的修整修整砂轮修整除了使砂轮具有正确的几何形状外，砂轮修整除了使砂轮具有正确的几何形状外，更重要的是使砂轮工作表面形成排列整齐而更重要的是使砂轮工作表面形成排列整齐而又锐利的微刃。因此，砂轮修整的质量对磨又锐利的微刃。因此，砂轮修整的质量对磨削表面的粗糙度影响很大。削表面的粗糙度影响很大。3 3、冷却、冷却 采用切削液带走磨削区热量可以避免烧伤。由于高速旋转采用切削液带走磨削区热量可以避免烧伤。由于高速旋转的砂轮表面上产生强大的气流层，实际上没有多少切削液能进的砂轮表面上产生强大的气流层，实际上没有多少切削液能进入磨削区入磨削区ABAB。如图。如图11-1611-16所示，容易发生磨削烧伤。常用的冷却所示，容易发生磨削烧伤。常用的冷却方式如方式如11-1711-17所示。所示。图图9 一般冷却一般冷却方法方法图图10 10 冷却液喷嘴冷却液喷嘴1 1液流导管液流导管2 2可调气流挡板可调气流挡板3 3空腔区空腔区4 4喷嘴罩喷嘴罩5 5磨削区磨削区6 6排液区排液区7 7液嘴液嘴影响磨削影响磨削加工表面加工表面粗糙度的粗糙度的因素因素粒度粒度Ra 金刚石笔锋利金刚石笔锋利，修正导程、径，修正导程、径向进给量向进给量 Ra磨粒等高性磨粒等高性Ra硬度硬度钝化磨粒脱落钝化磨粒脱落Ra硬度硬度磨粒脱落磨粒脱落Ra硬度合适、自励性好硬度合适、自励性好Ra太硬、太软、韧性、导热性太硬、太软、韧性、导热性差差 Ra砂轮粒度砂轮粒度工件材料性质工件材料性质砂轮修正砂轮修正磨削用量磨削用量砂轮硬度砂轮硬度砂轮砂轮V Raap、工件、工件V 塑变塑变 Ra粗磨粗磨ap生产率生产率精磨精磨ap Ra(ap=0光磨光磨)三、影响表面层物理、力学性能变化的因素三、影响表面层物理、力学性能变化的因素表面物理力表面物理力学性能学性能影响金相组织变化影响金相组织变化因素因素影响显微硬度因素影响显微硬度因素影响残余应力因素影响残余应力因素塑变引起的冷硬塑变引起的冷硬金相组织变化引金相组织变化引起的硬度变化起的硬度变化冷塑性变形冷塑性变形热塑性变形热塑性变形金相组织变化金相组织变化切削热切削热1、表面层的冷作硬化、表面层的冷作硬化（1）表面层加工硬化的产生表面层加工硬化的产生定义：定义：机械加工时，工件表面层金属受到切削力的作用产生强机械加工时，工件表面层金属受到切削力的作用产生强烈的塑性变形，使晶格扭曲，晶粒间产生剪切滑移，晶粒被拉长、烈的塑性变形，使晶格扭曲，晶粒间产生剪切滑移，晶粒被拉长、纤维化甚至碎化，从而使表面层的强度和硬度增加，这种现象称纤维化甚至碎化，从而使表面层的强度和硬度增加，这种现象称为加工硬化，又称冷作硬化和强化。为加工硬化，又称冷作硬化和强化。（2 2）衡量表面层加工硬化的指标衡量表面层加工硬化的指标衡量表面层加工硬化程度的指标衡量表面层加工硬化程度的指标有下列三项：有下列三项：1）表面层的显微硬度）表面层的显微硬度HV；2）硬化层深度）硬化层深度h；3）硬化程度）硬化程度NN=(HV-HV0)/HV0100式中式中HV0工件原表面层的工件原表面层的显微硬度。显微硬度。图图1111（3 3）影响表面层加工硬化的因素）影响表面层加工硬化的因素刀具几何刀具几何形状的影响形状的影响切削刃切削刃r、前角、前角、后面磨损量、后面磨损量VB表层金属的塑变加剧表层金属的塑变加剧冷硬冷硬（如图如图）切削用量切削用量的影响的影响切削速度切削速度v塑变塑变冷硬冷硬f切削力切削力塑变塑变冷硬冷硬（如图如图）工件材料性工件材料性能的影响能的影响 材料塑性材料塑性冷硬冷硬图图12 12 刀具的刃口刀具的刃口圆角对冷作硬化的圆角对冷作硬化的影响影响图图13 13 切削速度与切削速度与进给量对冷作硬化进给量对冷作硬化的影响的影响2、表面层金相组织变化与磨削烧伤、表面层金相组织变化与磨削烧伤（1 1）表面层金相组织变化与磨削烧伤的产生）表面层金相组织变化与磨削烧伤的产生切削加工中，由于切削热的作用，在工件的加工区及其邻近区域产切削加工中，由于切削热的作用，在工件的加工区及其邻近区域产生了一定的温升。生了一定的温升。定义：定义：磨削加工时，表面层有很高的温度，当温度达到相变临磨削加工时，表面层有很高的温度，当温度达到相变临界点时，表层金属就发生金相组织变化，强度和硬度降低、产生残界点时，表层金属就发生金相组织变化，强度和硬度降低、产生残余应力、甚至出现微观裂纹。这种现象称为磨削烧伤。余应力、甚至出现微观裂纹。这种现象称为磨削烧伤。淬火钢在磨削时，由于磨削条件不同，产生的磨削烧伤有三种淬火钢在磨削时，由于磨削条件不同，产生的磨削烧伤有三种形式。形式。（2 2）磨削烧伤的三种形式）磨削烧伤的三种形式淬火烧伤淬火烧伤磨削时工件表面温度超过相变临界温度磨削时工件表面温度超过相变临界温度Ac3时，则马氏体转变为奥氏体。在冷却液作用时，则马氏体转变为奥氏体。在冷却液作用下，工件最外层金属会出现二次淬火马氏体下，工件最外层金属会出现二次淬火马氏体组织。其硬度比原来的回火马氏体高，但很组织。其硬度比原来的回火马氏体高，但很薄，其下为硬度较低的回火索氏体和屈氏体。薄，其下为硬度较低的回火索氏体和屈氏体。由于二次淬火层极薄，表面层总的硬度是降由于二次淬火层极薄，表面层总的硬度是降低的，这种现象称为淬火烧伤。低的，这种现象称为淬火烧伤。磨削时，如果工件表面层温度只是超过磨削时，如果工件表面层温度只是超过原来的回火温度，则表层原来的回火马原来的回火温度，则表层原来的回火马氏体组织将产生回火现象而转变为硬度氏体组织将产生回火现象而转变为硬度较低的回火组织（索氏体或屈氏体），较低的回火组织（索氏体或屈氏体），这种现象称为回火烧伤。这种现象称为回火烧伤。磨削时，当工件表面层温度超过相变临界温磨削时，当工件表面层温度超过相变临界温度度Ac3时，则马氏体转变为奥氏体。若此时无时，则马氏体转变为奥氏体。若此时无冷却液，表层金属空冷冷却比较缓慢而形成冷却液，表层金属空冷冷却比较缓慢而形成退火组织。硬度和强度均大幅度下降。这种退火组织。硬度和强度均大幅度下降。这种现象称为退火烧伤。现象称为退火烧伤。回火烧伤回火烧伤退火烧伤退火烧伤（3 3）影响磨削烧伤的因素及改善途径）影响磨削烧伤的因素及改善途径磨削用量磨削用量砂轮与工件材料砂轮与工件材料改善冷却条件改善冷却条件采用开槽砂轮采用开槽砂轮1 1）砂轮转速）砂轮转速 磨削烧伤磨削烧伤2 2）径向进给量径向进给量f fp p 磨削烧伤磨削烧伤3 3）轴向进给量轴向进给量f fa a磨削烧伤磨削烧伤4 4）工件速度）工件速度v vw w磨削烧伤磨削烧伤（图（图1414、1515）1)磨削时，砂轮表面上磨粒的切削刃磨削时，砂轮表面上磨粒的切削刃口锋利口锋利磨削力磨削力磨削区的温度磨削区的温度2)磨削导热性差的材料磨削导热性差的材料(耐热钢、轴承耐热钢、轴承钢、不锈钢钢、不锈钢)磨削烧伤磨削烧伤3)应合理选择砂轮的硬度、结合剂和应合理选择砂轮的硬度、结合剂和组织组织磨削烧伤磨削烧伤采用内冷却法采用内冷却法磨削烧伤磨削烧伤（如图（如图16）间断磨削间断磨削受热受热磨削烧伤磨削烧伤图图14 14 磨削加工表面磨削加工表面硬度分布硬度分布图图15 15 工件和砂轮速度的无烧伤临工件和砂轮速度的无烧伤临界曲线界曲线图图16163、加工表面层的残余应力、加工表面层的残余应力定义：定义：机械加工中工件表面层组织发生变化时，在表面层及其机械加工中工件表面层组织发生变化时，在表面层及其与基体材料的交界处会产生互相平衡的弹性力。这种应力即为表与基体材料的交界处会产生互相平衡的弹性力。这种应力即为表面层的残余应力。面层的残余应力。（1 1）表面层残余应力的产生）表面层残余应力的产生1）冷态塑性变形冷态塑性变形2）热态塑性变形）热态塑性变形3）金相组织变化金相组织变化工件表面受到挤压与摩擦，表工件表面受到挤压与摩擦，表层产生伸长塑变，基体仍处于层产生伸长塑变，基体仍处于弹性变形状态。切削后，表层弹性变形状态。切削后，表层产生残余压应力，而在里层产产生残余压应力，而在里层产生残余拉伸应力。如生残余拉伸应力。如图图17所示所示表层产生残余拉应力，里层产生表层产生残余拉应力，里层产生产生残余压应力产生残余压应力(其原理见其原理见图图18)比容大的组织比容大的组织比容小的组织比容小的组织体积收缩，产生拉应力，反体积收缩，产生拉应力，反之，产生压应力。（密度小，之，产生压应力。（密度小，比容大）比容大）图图1717 实际机械加工后的表面层残余应力是上述三方面原因产生残实际机械加工后的表面层残余应力是上述三方面原因产生残余应力的综合结果。在一定条件下，其中某一种或两种原因可能余应力的综合结果。在一定条件下，其中某一种或两种原因可能起到主导作用。下图是三类磨削条件下产生的表面层残余应力的起到主导作用。下图是三类磨削条件下产生的表面层残余应力的情况。情况。图图18 热塑变形产生的残余应力热塑变形产生的残余应力热应力热应力 如图如图1919所示是三类磨削条件所示是三类磨削条件下产生的残余应力。下产生的残余应力。磨削裂纹的磨削裂纹的产生与工件材料及热处理规范有产生与工件材料及热处理规范有很大的关系。磨削碳钢时，含碳很大的关系。磨削碳钢时，含碳量越高，越容易产生裂纹。当碳量越高，越容易产生裂纹。当碳的质量分数小于的质量分数小于0.6%-0.7%0.6%-0.7%时，时，几乎不产生裂纹。淬火钢晶界脆几乎不产生裂纹。淬火钢晶界脆弱，渗碳、渗氮钢受温度影响，弱，渗碳、渗氮钢受温度影响，易在晶界面上析出脆性碳化物和易在晶界面上析出脆性碳化物和氮化物，故磨削时易产生裂纹。氮化物，故磨削时易产生裂纹。图图19 19 磨削时表面层残余应力的分布磨削时表面层残余应力的分布