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在磨削過程中,工件表面層將受到砂輪的切削力、壓縮力和摩擦力的作用。尤其是后兩者的作用,使工件表面層形成方向性很強(qiáng)的塑性變形層和加工硬化層。這些變質(zhì)層必然影響表面層殘余應(yīng)力的變化。
(1)冷塑性變形層
在磨削過程中,每一刻磨粒就相當(dāng)于一個切削刃。不過在很多情況下,切削刃的前角為負(fù)值,磨粒除切削作用之外,就是使工件表面承受擠壓作用(耕犁作用),使工件表面留下明顯的塑性變形層。這種變形層的變形程度將隨著砂輪磨鈍的程度和磨削進(jìn)給量的增大而增大。
(2)熱塑性變形(或高溫性變形)層
磨削熱在工作表面形成的瞬時溫度,使一定深度的工件表面層彈性極限急劇下降,甚至達(dá)到彈性消失的程度。此時工作表面層在磨削力,特別是壓縮力和摩擦力的作用下,引起的自由伸展,受到基體金屬的限制,表面被壓縮(更犁),在表面層造成了塑性變形。高溫塑性變形在磨削工藝不變的情況下,隨工件表面溫度的升高而增大。
(3)加工硬化層
有時用顯微硬度法和金相法可以發(fā)現(xiàn),由于加工變形引起的表面層硬度升高。
除磨削加工之外,鑄造和熱處理加熱所造成的表面脫碳層,再以后的加工中若沒有被完全去除,殘留于工件表面也將造成表面軟化變質(zhì),促成深溝球軸承的早期失效。
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