一蒜座、強冷磨削機理

　　在常規(guī)磨削過程中陪孩，比壓和摩擦較大式伶，磨削區(qū)域溫度較高呀琢，工件表面常常因熱塑性變形而產(chǎn)生殘余拉應力。對被加工材料表面實施快速強制冷卻贡金，一方面可以降低磨削表面的溫度壕归，減少由此產(chǎn)生的塑性變形與磨削燒傷現(xiàn)象；另一方面會在材料表層形成一個以冷縮為主要特征的預應力場衅侥，與磨削過程中力和熱所形成的應力場實現(xiàn)非線性疊加癞季，抑制殘余拉應力的產(chǎn)生，并可導致殘余壓應力的產(chǎn)生倘潜。強制冷卻磨削(簡稱強冷磨削)正是根據(jù)這種機理提出的绷柒。

　　強冷磨削試驗采用液氮作為冷卻介質(zhì)。液態(tài)氮的溫度為-176℃，是化工產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品废睦，無毒伺绽，無污染，容易獲取郊楣，是一種很好的冷卻介質(zhì)憔恳。將其噴注在被加工材料表面，通過氮的揮發(fā)可以迅速吸收大量熱量净蚤，使冷卻場覆罩下的工件表面溫度急劇下降钥组，工件表面遇冷而收縮，工件材料脆性增加今瀑，加工中塑性變形減輕程梦。與常規(guī)磨削的情況相比較，強冷磨削時橘荠，快速強制冷卻收縮的效應集中于被加工材料最外層乞贡，最外層以下的內(nèi)部材料冷縮程度相對較輕，冷卻速度也較慢克酿，導致工件表層相對里層發(fā)生了不均勻的彈塑性變形颅唇。解除強冷作用后，較大的相對溫差(溫升)使工件表層(相對里層)發(fā)生擴張限匕，導致已加工表面殘余壓應力的產(chǎn)生西练。而在常規(guī)磨削后，工件表層溫度降低并發(fā)生收縮困荤，導致已加工表面殘余拉應力的產(chǎn)生然板。

　　強冷磨削時，液氮噴注的方向和部位可以是待加工表面區(qū)和已加工表面區(qū)捎鹤。向待加工區(qū)域噴注是用以冷卻待加工區(qū)域材料表層秃标，形成冷縮預應力場；向已加工區(qū)域噴注是加速工件冷卻過程亡荞，使最外層急劇冷卻與里層形成較大梯度溫度場篡话。兩種方式都在隨后恢復常溫過程中，因表層擴張而產(chǎn)生殘余壓應力水孩。

　　二箱靴、強冷磨削實驗

　　1.試驗條件

　　工件表面層的冷卻程度和冷縮預應力狀態(tài)與液氮流量q、工件與液氮噴嘴相對移動速度(試驗中為工件移動速度vw)荷愕、被加工材料熱特性等因素有關(guān)，通過對流量q棍矛、速度vw和磨削用量的控制安疗，達到實現(xiàn)對已加工表面殘余應力狀態(tài)的主動控制。

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