Tính chất cơ lý của lớp vật liệu nằm dưới bề mặt gia công ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc và tuổi thọ của chi tiết máy. Ứng suất dư và tình trạng cứng nguội là hai hiện tượng thường gặp trên bề mặt chi tiết sau khi gia công. Sự xuất hiện của hai hiện tượng này là do biến dạng dưới tác dụng của lực cắt, sự thay đổi cấu trúc kim loại do nhiệt cắt sinh ra.
3.6.2.I. Ứng suất dư:
Khi cắt gọt tạo phoi, ứng suất dư là do lực cắt là chủ yếu, ứng suất dư do nhiệt cắt là thứ yếu.
- Khi gia công vật liệu dẻo, thường ứng suất dư là kéo. - Khi gia công vật liệu giòn thì ứng suất dư thường là nén.
- Khi mài với nhiệt cắt cao, ứng suất dư lớp bề mặt luôn luôn là ứng suất dư kéo. Quan sát hình 3.26 có thể thấy được sự thay đổi ứng suất dư theo chiều sâu A. Khi gia công vật liệu dẻo ở lớp rất mỏng khoảng ]:4um - vùng I là ứng suất dư nén. Sang vùng II tùy thuộc vào góc trước Y, chế độ cắt v, S, t thường ứng suất dư là kéo. Chiều sâu của vùng II thường > 10 lần vùng I, cho nên vùng II quyết định đặc trưng ứng suất dư của bề mặt. Sang vùng III, ứng suất dư lại là nén.
ơ
Hình 3.26. Ứng suất dư và độ cứng nguội của lớp bề mặt. Hình 3.25. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến chiều cao nhấp nhô.
74
Ứng suất dư trên bề mặt là kéo làm giảm sức bền mỏi của chi tiết, nếu như ứng suất dư kéo vượt quá giới hạn bền của vật liệu thì có thể gây ra hiện tượng nứt bề mặt.
3.6.2.2. Độ cứng nguội.
Khi cắt do ngoại lực làm các pha ferit bị biến dạng và hóa bền gây nên hiện tượng cứng nguội. Nghĩa là độ cứng bề mặt gia công lớn hơn nhiều so với độ cứng của chi tiết. Mức độ cứng nguội được xác định theo công thức:
(3.12) “ilfC
75
Trong đó: AH - Là chiều dày lớp cứng nguội. AHM - Là mức độ cứng nguội.
HMH - Là độ cứng tế vi lớn nhất của lớp biến cứng. HMC - Là độ cứng tế vi của vật liệu.
Nếu tăng luợng chạy dao S và giảm góc truớc Y, độ mòn và cùn của dao tăng thì chiều dày lớp cứng nguội và mức độ cứng nguội tăng lên.