残余应力也称为内应力，是指当外部载荷去掉有，仍存留在内的应力，残余应力时由于金属内部组织，发生了不均匀的体积变化而产生的。具有内应力的工件，是处在一种不稳定状态之中，其内部的组织有强烈地恢复到没有应力的稳定状态的倾向。因此，在加工生产过程中，应当链接残余应力的“释放“特点，熟悉残余应力的产生原因，掌握减小或消除残余应力的技术手段。

本期，佛山同泰升精密五金零部件加工厂家将详细讲述《精密加工应力的消除》专题内容。

一、残余应力的产生

        外力使零件变形，其中引起塑性变形的外力作的功，以零件内部材料变形而存贮在零件内。当外力消除以后，应力不均匀的能量要释放出来，引起了零件缓慢地变形，即残余应力作功，直到能量全部释放出来为止。在机械制造中，各种工艺过程往往都会产生残余应力。
        产生残余应力的原因可以归结为：
        1、不均匀的塑性变形；
        2、不均匀的温度变化；
        3、不均匀的相变

二、残余应力对机械零部件的影响

        1、引起物体尺寸和形状的变化；
        2、使零件的使用寿命缩短；
        3、降低了金属的塑性、冲击韧性；
        4、降低金属的耐蚀性以及和疲劳强度等。

        减小和消除残余应力的措施和方法由于残余应力具有影响零件的尺寸精度和形状精度、使零件的使用寿命缩短、降低了金属的塑性、冲击韧性，降低金属的耐蚀性以及和疲劳强度等危害，在生产中必须采取有效的措施，来降低和消除工件的残余应力。

图：同泰升五金零件加工产品实拍图

三、残余应力对零件切削加工影响

        1、对切削加工过程的影响

        车削零件的毛坯，一般为铸件、锻件、型材和经过热处理的半成品，由于毛坯在形成的过程中，有过温度的剧烈变化及受力变形，因此内部具有残余应力，在切削时形状发生变化，原应力平衡状态被打破，导致了切削过程的变形。引起残余应力的消失或减小的原因，除机械加工外还有时间的延长等因素。有时，具有残余应力的物体在热处理过程中，或受到冲击后，也会发生尺寸和形状的变化。
        2、产生切削残余应力
        金属的切削，实质上是工件受刀具的挤压和摩擦，使工件表面产生弹性变形和塑性变形，切屑从母体分离的过程。在切削过程中，工件受到切削力，产生切削热而使切削温度上升，切削完成后，工件的已加工表面即产生了残余应力，使工件在以后的使用中发生变形，精度降低，使用性能和下降，使用寿命缩短。
        3、影响残余应力的因素
        （1）切削用量。切削速度———切削速度提高，工件温度上升，残余应力增加；走刀量和切削深度———走刀量和切削深度越大，切削力就越大，残余应力也越大。
        （2）刀具角度。增大刀具的前角，刃倾角，可使刀具锋利，减小切削力。
        （3）切削液。切削液具有润滑和冷却作用，在加工中使用切削液，可减小切削力和降低切削温度，使残余应力减小。

四、减小和消除残余应力的措施和方法

        1、采用合理的工艺结构
        在零件的设计时，采用合理的工艺结构，避免厚薄不匀，尖角结构等，铸件宜使用铸造圆角。
        2、 合理安排工艺路线
        对于精密零件，粗、精加工分开。对于大型零件，由于粗、精加工一般安排在一个工序内进行，故粗加工后先将工件松开，使其自由变形，再以较小的夹紧力夹紧工件进行精加工。
        3、采用合理的切削条件
        在零件的精加工时，使用较小的切削和走刀量以及较高的切削速度，使用锋利的刀具和使用切削液进行润滑冷却，以减小切削力和降低切削温度，减小残余应力。
        4、 采取时效处理技术
        （1）自然时效处理。这种过程对大型精密件（如床身、箱体等）需要很长时间，往往影响产品的制造周期，所以除特别精密件外，一般较少采用。
        （2）人工时效处理。这是目前使用最广的一种方法，是将工件放在炉内加热到一定温度。这种方法对大型件就需要一套很大的设备，其投资和能源消耗都较大，使生产成本增加，而且精加工后零件进行加热时效，有可能产生氧化而影响表面品质。
        （3）振动时效处理。这是消除残余应力、减少变形以及保持工件尺寸稳定的一种新方法。可用于铸造件、锻件、切削加工工件等。它是以激振的形式，将机械能加到含有大量残余应力的工件内，引起工件金属内部晶格错位蠕变，使金属的结构状态稳定，以减少和消除工件的内应力。
        （4）超声滚压技术 这项技术本是用来解决工件表面质量及强化加工使用的，但是在实践中研究发现，这种技术有利于消除机械加工产生的残余拉应力，并且预置压应力，十分有利于延缓疲劳裂纹的萌生。豪克能超声滚压技术已经在多个行业取得有效应用，延缓裂纹萌生有效果。

        作为一家现代化精密机械零件制造生产商，佛山同泰升精密机电科技有限公司以CNC加工为核心工艺，拥有实体工厂、检测设备，并整合快速成型、模具、后处理等配套的制造资源，为客户提供快速打样、中小批量生产制造和试装，真正做到省心省力的一站式服务；企业拥有台湾进口的电脑锣、铣床、车床、磨床等精密机械加工设备以及富有非标产生产经验的技术团队，生产经验丰富。咨询电话：13826973330，网址：www.fstpe.com。