（1） 殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因
1）機(jī)械應(yīng)力引起的塑性變形，切削過程中，刀刃前方的工件材料受到前到面的擠壓，使即將成為以加工表面層的金屬沿切削方向產(chǎn)生壓縮塑性變形，該壓縮塑性變形由于受到里層未變形金屬的牽制，故形成殘余拉應(yīng)力。
另外，刀具的后刀面與已加工表面產(chǎn)生很大的擠壓與摩擦，使表層金屬產(chǎn)生拉伸塑性變形，刀具離開后，在里層金屬的作用下，表層金屬產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。
2) 熱應(yīng)力引起的表層金屬的壓縮塑性變形，將使金屬表層金屬產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。
3）相變引起的體積變化，切削時(shí)，若表層溫度大于相變溫度，則表層金屬組織可能發(fā)生相變。如果金相組織的變化引起表層金屬的比容增大，則表層金屬產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力；若金相組織的變化引起表層金屬的比容減小，則表層金屬產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。
已加工表面層內(nèi)呈現(xiàn)的殘余應(yīng)力，是上述諸因素綜合作用的結(jié)果，其大小和符號(hào)則由起主導(dǎo)作用的因素所決定。
切削碳鋼時(shí)，通常在已加工表面層形成殘余拉應(yīng)力，其值可達(dá)0.78~0.08GPa，而殘余應(yīng)力層的深度可達(dá)0.40~0.50mm。
（2） 影響殘余應(yīng)力的因素，影響殘余應(yīng)力的因素較為復(fù)雜，總的說來，凡能減小塑性變形和降低切削溫度的因素都能使已加工表面的殘余應(yīng)力減小。
1） 刀具方面，當(dāng)前角由正值逐漸變?yōu)樨?fù)值時(shí)，表層的殘余拉應(yīng)力逐漸減小，但殘余應(yīng)力層的深度增大（見圖3-5）在一定的切削用量下，采用絕對(duì)值較大的負(fù)前角，可使已加工表面層得到殘余壓應(yīng)力（見圖3-6)
圖3-5 前角對(duì)殘余應(yīng)力的影響
刀具：硬質(zhì)合金 工件：45鋼 切削用量：υ=150/min，ap=0.5mm。f=0.05mm/r
圖3-6 端銑時(shí)前角對(duì)殘余應(yīng)力的影響
刀具：硬質(zhì)合金 工件：45鋼 切削用量：υ=320m/min，ap=2.5mm, af=0.08mm/z
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圖3-7刀具后刀面磨損量VB對(duì)殘余應(yīng)力的影響
刀具：?jiǎn)锡X硬質(zhì)合金端銑刀。軸向前角00，徑向前角—15°a0=8°，k′r=5°工件：合金鋼，切削條件：υ=55m/min，ap=1mm，af=0.13mm/z，不加切削液
圖3-8 切削速度對(duì)殘余應(yīng)力的影響
刀具：可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具，y0=-5°，a0=a′0=5°，λs=-5°，kr=75°，k′r =15°,rε=0.8mm 工件：45鋼（退火），切削條件：ap=0.3mm，f=0.05mm/r，不加切削液。
刀具后刀面的磨損量VB增加時(shí)，已加工表面的殘余拉應(yīng)力及殘余應(yīng)力層深度都將隨之增加（見圖3-7）。
2）工件方面，塑性較大的材料，切削加工后，通常產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，而且塑性越大，殘余拉應(yīng)力越大。切削灰鑄鐵等脆性材料時(shí)，加工表面層將產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。
3 )切削條件方面，已加工表面上的殘余拉應(yīng)力隨切削速度的提高而增大，但殘余應(yīng)力層的深度減小（見圖3-8）。切削速度增加時(shí)，切削溫度隨之增加，當(dāng)切削溫度超過金屬的相變溫度時(shí)，則情況就有所不同，此時(shí)殘余應(yīng)力的大小及符號(hào)，取決于表層金相組織的變化。
進(jìn)給量增加時(shí)，工件已加工表面上的殘余拉英里及殘余應(yīng)力層深度都將隨之增加（見圖3-9）。
加工退火鋼時(shí)，切削深度對(duì)殘余應(yīng)力的影響不太顯著，而加工淬火后回火的45鋼時(shí)，隨著切削深度的增加，表面的殘余拉應(yīng)力將隨之略有減小。
（3） 殘余應(yīng)力的測(cè)量，表面層殘余應(yīng)力的測(cè)定方法大致可分為物理法和機(jī)械發(fā)兩大類。物理發(fā)是利用材料的物理性質(zhì)來測(cè)定殘余應(yīng)力的無損檢測(cè)法，如X射線法、超聲波法、磁性法和光彈性法等。
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圖3-9 進(jìn)給量對(duì)殘余應(yīng)力的影響
刀具、工件同圖3-8 切削條件：υ=86m/min，ap=2mm，不加切削液
其中只有X射線法能作定量測(cè)量。機(jī)械法是利用殘余應(yīng)力的不平衡使零件發(fā)生變形，再根據(jù)應(yīng)力不平衡，只能將帶有殘余應(yīng)力的零件逐層切除。因此機(jī)械法不是無損檢測(cè)方法。
