第3 章 机械加工质量 3.4 工艺系统的受力变形 3.4.4工件内应力引起的变形 3.4.4.1基本概念 ★内应力一也称残余应力，指没有外力作用或去除外力加工后工件内 存留的应力。 存在内应力的零件处于一种不稳定的状态，它内部的组织有强烈的倾向要 恢复到一个稳定的没有内应力的状态。常温下零件也会不断缓慢地进行这 种变化，直到内应力完全松弛为止。在这一过程中，零件将会翘曲变形， 原有的加工精度会逐渐丧失
过程装备制造工艺 2023/11/3 3.4.4 工件内应力引起的变形 第 3 章 机械加工质量 3.4 工艺系统的受力变形 ★ 内应力——也称残余应力，指没有外力作用或去除外力加工后工件内 存留的应力。 3.4.4.1 基本概念 存在内应力的零件处于一种不稳定的状态，它内部的组织有强烈的倾向要 恢复到一个稳定的没有内应力的状态。常温下零件也会不断缓慢地进行这 种变化，直到内应力完全松弛为止。在这一过程中，零件将会翘曲变形， 原有的加工精度会逐渐丧失
第3 章 机械加工质量 3.4 工艺系统的受力变形 3.4.4工件内应力引起的变形 3.4.4.2产生原因 ★内应力是由于金属内相邻的宏观或微观组织发生了不均匀的体积变 化而产生的，造成这种变化的因素来自冷、热加工。 讨论三种情况： 1)毛坯制造和热处理过程中产生的内应力； 2)切削加工过程中引起的内应力： 3)冷校直过程中引起的内应力
过程装备制造工艺 2023/11/3 3.4.4 工件内应力引起的变形 第 3 章 机械加工质量 3.4 工艺系统的受力变形 ★ 内应力是由于金属内部相邻的宏观或微观组织发生了不均匀的体积变 化而产生的，造成这种变化的因素来自冷、热加工。 3.4.4.2 产生原因 讨论三种情况： 1）毛坯制造和热处理过程中产生的内应力； 2）切削加工过程中引起的内应力； 3）冷校直过程中引起的内应力
.4 工艺系统的受力变形 例2 3.4.4工件内应力引起的变形 3.4.4.2产生原因 1)毛坯制造和热处理过程中产生的内应力 在铸、锻、焊及热处理等热加工过程中，由 于各部分冷热收缩不均匀以及金相组织转变 时的体积变化，毛坯内部产生很大内应力。 例1 内应力的大小，与结构的复杂 A 性，厚度的均匀性、散热条件 等因素有关。 例1截面不等的箱体零件 例2 机床床身的内应力
过程装备制造工艺 2023/11/3 3.4.4 工件内应力引起的变形 3.4 工艺系统的受力变形 3.4.4.2 产生原因 1）毛坯制造和热处理过程中产生的内应力 在铸、锻、焊及热处理等热加工过程中，由 于各部分冷热收缩不均匀以及金相组织转变 时的体积变化，毛坯内部产生很大内应力。 例1 例2 内应力的大小，与结构的复杂 性，厚度的均匀性、散热条件 等因素有关。 例1 截面不等的箱体零件 例2 机床床身的内应力
3.4 工艺系统的受力变形 3.4.4工件内应力引起的变形 3.4.4.2产生原因 2)切削加工过程中引起的内应力 在切削加工中，工件表层在切削力和摩擦力的作用下，出现不同程度的塑性 变形和金相组织变化，金属表层体积膨胀，受到里层组织的阻碍。里层组织 处在弹性状态，切削去除后，里层金属的复原受到表层限制，产生内应力。 表层产生压应力，里层产生拉应力。 在切削加工中，切削热也会使工件产生内应力。切削时，切削热使表层金属 超过弹性变形范围，产生热塑性变形；切削后，表层温度下降快，冷却收缩 比里层大，当温度降至弹性范围内，表层收缩受到里层组织的阻碍，产生内 应力。表层产生拉应力，里层产生压应力
过程装备制造工艺 2023/11/3 3.4.4 工件内应力引起的变形 3.4 工艺系统的受力变形 3.4.4.2 产生原因 2）切削加工过程中引起的内应力 在切削加工中，工件表层在切削力和摩擦力的作用下，出现不同程度的塑性 变形和金相组织变化，金属表层体积膨胀，受到里层组织的阻碍。里层组织 处在弹性状态，切削去除后，里层金属的复原受到表层限制，产生内应力。 表层产生压应力，里层产生拉应力。 在切削加工中，切削热也会使工件产生内应力。切削时，切削热使表层金属 超过弹性变形范围，产生热塑性变形；切削后，表层温度下降快，冷却收缩 比里层大，当温度降至弹性范围内，表层收缩受到里层组织的阻碍，产生内 应力。表层产生拉应力，里层产生压应力
3.4 工艺系统的受力变形 3.4.4工件内应力引起的变形 3.4.4.2产生原因 3)冷校直过程中引起的内应力 细长工件的冷校直，会带来内应力， 影响加工精度。 校直时，中部施加一下压力F,使工 件产生反弯曲。这时，上层受压，下 层受拉。去除外力后，塑变区的变形 将保留下来，弹变区的变形将全部恢 复，应力重新分布。 n
过程装备制造工艺 2023/11/3 3.4.4 工件内应力引起的变形 3.4 工艺系统的受力变形 3.4.4.2 产生原因 3）冷校直过程中引起的内应力 细长工件的冷校直，会带来内应力， 影响加工精度。 校直时，中部施加一下压力F，使工 件产生反弯曲。这时，上层受压，下 层受拉。去除外力后，塑变区的变形 将保留下来，弹变区的变形将全部恢 复，应力重新分布