電機(jī)零部件加工工藝控制中，往往會涉及一些具體如進(jìn)刀量、時效、檢測時間、退火等具體的要求，這些要求的目的，在于消除和釋放被加工零部件的應(yīng)力，防止因加工應(yīng)力導(dǎo)致零部件的不良變形。

物體由于受力、濕度、溫度場變化等外部因素而變形時，在物體內(nèi)各部分之間，將產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并試圖使物體從變形后的位置恢復(fù)到變形前的位置。但這種變形效果，往往達(dá)不到理想的狀態(tài)，因而就出現(xiàn)了應(yīng)力變形問題。

特別中對于大規(guī)格電機(jī)零部件，這方面的要求更為重要，如電機(jī)軸承套、機(jī)座、幅板軸等零部件的加工過程控制，必須通過理論與實(shí)踐的效果分析，確定必要的關(guān)鍵控制工序，保證加工零部件足夠小的非預(yù)期形變，以提高電機(jī)的裝配水平和后期運(yùn)行質(zhì)量。

關(guān)于應(yīng)力的解釋

物體由于外因受力、濕度、溫度場變化等而變形時，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。應(yīng)力是矢量，沿截面法向的分量稱為正應(yīng)力，沿切向的分量稱為切應(yīng)力。

物體中一點(diǎn)在所有可能方向上的應(yīng)力稱為該點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。通過過一點(diǎn)的任意一組相互垂直的三個平面上的應(yīng)力就可代表點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，而其它截面上的應(yīng)力，都可用這組應(yīng)力及其與需考察的截面的方位關(guān)系來表示。

應(yīng)力有何危害?

●開裂。因?yàn)閼?yīng)力的存在，在受到外界作用后(如移印時接觸到化學(xué)溶劑或者烤漆后端時高溫烘烤)，會誘使應(yīng)力釋放而在應(yīng)力殘留位置開裂。開裂主要集中在澆口處或過度填充處。

●翹曲及變形。因?yàn)闅埩魬?yīng)力的存在，因此產(chǎn)品在室溫時會有較長時間的內(nèi)應(yīng)力釋放或者高溫時出現(xiàn)短時間內(nèi)殘留應(yīng)力釋放的過程，同時產(chǎn)品局部存在位置強(qiáng)度差，產(chǎn)品就會在應(yīng)力殘留位置產(chǎn)生翹曲或者變形問題。

●產(chǎn)品尺寸變化。因?yàn)閼?yīng)力的存在，在產(chǎn)品放置后或處理的過程中，如果環(huán)境達(dá)到一定的溫度，產(chǎn)品就會因應(yīng)力釋放而發(fā)生變化。

殘余應(yīng)力消除方法

●自然時效消除殘余應(yīng)力。自然時效是通過把零件暴露于室外，經(jīng)過幾個月至幾年的時間，使其尺寸精度達(dá)到穩(wěn)定的一種方法。大量的試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，自然時效具有穩(wěn)定鑄件尺寸精度的良好效果。

然而，經(jīng)過自然時效的工件，其殘余應(yīng)力的變化并不明顯，鑄件試樣放置一年以后，殘余應(yīng)力僅降低2-10%;實(shí)測機(jī)床床身殘余應(yīng)力的結(jié)果表明，進(jìn)行為期一年的自然時效后，最大殘余應(yīng)力由80N/mm降至70N/mm，平均殘余應(yīng)力由38N/mm降至30N/mm，即僅僅降低了大約10-20%。

由此可見，經(jīng)自然時效后已停止變形的鑄件，仍然殘存著相當(dāng)大的殘余應(yīng)力。對于那些使用時需承受很大載荷的鑄件，當(dāng)在較高殘余應(yīng)力上再疊加使用應(yīng)力時就有可能影響鑄件的使用性能，因此必須慎重考慮是否應(yīng)該采用這種時效方法。

●熱時效法。最傳統(tǒng)、也是目前最普及的方法——熱時效法，把工件放進(jìn)熱時效爐中進(jìn)行熱處理，慢慢消除應(yīng)力。這種方法的缺點(diǎn)也非常顯著，比如衛(wèi)星制造廠對溫度控制要求非常嚴(yán)格的鋁合金工件以及長達(dá)十米或者更大的巨型工件都無法用這種方法處理。而且這種方法還帶來了大量的污染和能源消耗，隨著中國及世界范圍內(nèi)對環(huán)保的進(jìn)一步要求，熱時效爐的處理方式馬上面臨全面退出的境地。

●利用亞共振來消除應(yīng)力。這種方法雖然解決了熱時效的環(huán)保問題，但是使用起來相當(dāng)煩瑣，要針對不同形狀的工件編制不同的時效工藝，如果有幾百上千種工件就要編幾百上千種工藝，而且在生產(chǎn)時操作相當(dāng)復(fù)雜，需要操作者確定處理參數(shù)，復(fù)雜工件必須是熟練的專業(yè)技術(shù)人員才能操作。更令人遺憾的是這種方法只能消除23%的工件應(yīng)力，無法達(dá)到處理所有工件的目的。

●振動時效去除應(yīng)力。振動時效技術(shù)，國外稱之為"VibratingStressRelief"(簡稱"VSR"),旨在通過專用的振動時效設(shè)備，使被處理的工件產(chǎn)生共振，并通過這種共振方式將一定的振動能量傳遞到工件所有部位，使工件內(nèi)部發(fā)生微觀的塑性變形—被歪曲的晶格逐漸恢復(fù)平衡狀態(tài)。位錯重新滑移并釘扎，最終使殘余應(yīng)力得到消除和均化，從而保證了工件尺寸精度的穩(wěn)定性。

振動時效的實(shí)質(zhì)是以共振的形式給工件施加附加動應(yīng)力，當(dāng)附加動應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加后，達(dá)到或超過材料的屈服極限時，工件發(fā)生微觀或宏觀塑性變形，從而降低和均化工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力，并使其尺寸精度達(dá)到穩(wěn)定。

應(yīng)力分類與介紹

●正應(yīng)力與剪應(yīng)力。同截面垂直的稱為正應(yīng)力或法向應(yīng)力，同截面相切的稱為剪應(yīng)力或切應(yīng)力。應(yīng)力會隨著外力的增加而增長，對于某一種材料，應(yīng)力的增長是有限度的，超過這一限度，材料就要破壞。對某種材料來說，應(yīng)力可能達(dá)到的這個限度稱為該種材料的極限應(yīng)力。極限應(yīng)力值要通過材料的力學(xué)試驗(yàn)來測定。將測定的極限應(yīng)力作適當(dāng)降低，規(guī)定出材料能安全工作的應(yīng)力最大值，這就是許用應(yīng)力。材料要想安全使用，在使用時其內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)低于它的極限應(yīng)力，否則材料就會在使用時發(fā)生破壞。

有些材料在工作時，其所受的外力不隨時間而變化，這時其內(nèi)部的應(yīng)力大小不變，稱為靜應(yīng)力;還有一些材料，其所受的外力隨時間呈周期性變化，這時內(nèi)部的應(yīng)力也隨時間呈周期性變化，稱為交變應(yīng)力。材料在交變應(yīng)力作用下發(fā)生的破壞稱為疲勞破壞。通常材料承受的交變應(yīng)力遠(yuǎn)小于其靜載下的強(qiáng)度極限時，破壞就可能發(fā)生。另外材料會由于截面尺寸改變而引起應(yīng)力的局部增大，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。對于組織均勻的脆性材料，應(yīng)力集中將大大降低構(gòu)件的強(qiáng)度，這在構(gòu)件的設(shè)計(jì)時應(yīng)特別注意。

物體受力產(chǎn)生變形時，體內(nèi)各點(diǎn)處變形程度一般并不相同。用以描述一點(diǎn)處變形的程度的力學(xué)量是該點(diǎn)的應(yīng)變。為此可在該點(diǎn)處到一單元體，比較變形前后單元體大小和形狀的變化。

●拉應(yīng)力與壓應(yīng)力。一個圓柱體兩端受壓，那么沿著它軸線方向的應(yīng)力就是壓應(yīng)力。壓應(yīng)力就是指使物體有壓縮趨勢的應(yīng)力。不僅僅物體受力引起壓應(yīng)力，任何產(chǎn)生壓縮變形的情況都會有，包括物體膨脹后。另外，如果一根梁彎曲，不管是受力還是梁受熱不均而引起彎曲，等等，彎曲內(nèi)側(cè)自然就受壓應(yīng)力，外側(cè)就受拉應(yīng)力。

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