При обробці механічних деталей на заготовку впливатимуть сила різання та тепло різання, що змінюватиме фізичні та механічні властивості металу поверхневого шару. У процесі шліфування пластична деформація та нагрівання різання будуть більш серйозними, ніж ріжуча кромка. Щоб забезпечити механічні властивості оброблених поверхонь деталей, нам необхідно знати, які фактори впливають на механічні властивості оброблених поверхонь деталей.
1. Холодне зміцнення та оцінка параметрів
(1) Зміцнення металів у холодному стані
У процесі механічної обробки через роль сили різання дуже легко виникає пластична деформація, що робить решітку спотвореною, спотвореною та навіть зламаною. Це покращить твердість і міцність поверхні металу, що називається холодним зміцненням.
(2) Основні фактори, що впливають на зміцнення холодною обробкою
Зі збільшенням радіуса затуплення ріжучої кромки посилиться екструзійний вплив на поверхню металу, що посилить пластичну деформацію і призведе до посилення холодної твердості.
Зношування задньої поверхні інструменту збільшується, а фрикційне пристосування між задньою поверхнею інструменту та обробленою поверхнею збільшує пластичну деформацію, що призводить до зміцнення.
Збільшується вплив затупленого радіуса ріжучої кромки на швидкість різання зміцнення, скорочується час взаємодії між інструментом і заготовкою, внаслідок чого зменшується глибина пластичної деформації, а також зменшується глибина зміцненого шару. Коли швидкість різання збільшується, час дії тепла різання на поверхню заготовки скорочується, що призводить до затвердіння.
2. Зміна металографічної структури матеріалу поверхневого шару
(1) Опік від шліфування: коли температура поверхні шліфувальної заготовки перевищує температуру зміни фази, поверхня металу зазнає металографічних змін, що зменшить міцність і твердість поверхні металу, що призведе до залишкової напруги та незначних тріщин. Під час шліфування загартованої сталі можуть виникнути опіки від відпустки, гартування та відпалу.
Гартування: температура в зоні шліфування не перевищує температуру перетворення загартованої сталі, але перевищила температуру перетворення грубого тіла. Мартенситна структура відпустки поверхневого металу заготовки буде перетворена в структуру відпуску з низькою твердістю.
Загартування: якщо температура області різання перевищує температуру зміни фази, у поєднанні з роллю загартування охолоджуючої рідини, поверхня металу піддаватиметься вторинному гарту, і його твердість буде вищою, ніж у відпущеного мартенситу, тоді як нижній шар з нього буде повільно охолонути, і з'явиться гартована тканина з твердістю, нижчою, ніж у оригінального загартованого мартенситу.
Випалювання під час відпалу: якщо температура зони різання перевищує температуру зміни фази, а охолоджувальна рідина не надходить у зону шліфування, поверхня металу створить зворотну структуру, викликаючи різке падіння твердості поверхні.
(2) Залишкова напруга поверхневого шару: під дією сили різання на оброблену поверхню буде впливати напруга розтягування, що призведе до пластичної деформації подовження. Коли площа поверхні має тенденцію до збільшення, внутрішній шар буде пружно деформуватися. Коли сила різання припиняється, внутрішній метал прагне відновитися, але він не може повернутися до своєї початкової форми через обмеження пластичної деформації поверхневого шару. Тому на поверхневому шарі буде залишкова напруга стиску, а на внутрішньому шарі – напруга розтягу.