机械装备失效分析小课堂——切削加工过程中的失效诊断(3)

切削加工过程中的失效诊断

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在切削加工过程中，，引起产品零件失效的主要形式是尺寸或位置发生变化，导致实际结果与图纸要求产生偏离，这种情况在工序检验过程中就可以发现，不需要进行深入的失效分析。切削加工通常是在有充足冷却液的条件下进行，一般情况下不会发生组织变化。 [好文分享：www.11jj.com]

由切削加工因素导致的产品失效形式主要有加工变形、尺寸超差和表面粗糙度等。

传统的机械切削加工都是利用刀具的刀刃部分切入金属表面，然后刀具和金属表面做相对运动，从而对金属表面实施切削加工。

图1 切削加工示意图

切削时，刀具首先对金属表面施加一个切入力F，见图1，F分解为水平力F1和垂直分力F2，F2使刀刃刺入材料表面一定的深度，该深度称单次进刀量；F1使刀刃与工件之间产生相对运动，实施切削加工。

切削中，刀刃周围的变形区会因变形而产生残余内应力。加工量越大，或者单次进刀量越大，加工后零件的残余内应力也越大。

当零件为薄板类，或者细长杆类，或者大直径的薄壁管时，这种机械加工内应力往往会导致零件过度变形，有时候根本无法对其进行矫正，从而产生变形失效。针对这种情况，生产上主要是在机加工工序间增加低温回火工序，从而消除前道工序产生的加工应力，避免残余应力叠加增大，产生无法修复的变形失效。

对于一些薄板类零件，若采用铣、刨、磨等方式加工平面时，加工工艺要合理，以产生的残余应力越小越好为原则，必要时要采取对称加工方式，避免从一个方向，或者从一面进行连续加工，或者过量加工，导致产生过大的加工应力和应力分布不均匀，引起零件变形。