在數控機床制造過程中，殘余應力會嚴重的影響數控機床的*部件的性能。南京聚航科技有限公司針對殘余應力的形成原因進行簡單分析。

鑄造殘余應力分析

由于*件的結構不對稱，鑄件各部分在凝固過程中冷卻、收縮通常很不均勻，有些金屬材料還會產生相變，同時鑄件由于砂型的束縛而導致冷卻收縮過程受到阻礙，這些因素會分別產生熱應力、相變應力和機械阻礙應力，統(tǒng)稱為鑄造應力。其中，熱應力往往成為殘余應力；相變應力可能是暫時的，也可能*終成為殘余應力；機械阻礙應力則通常是暫時的，隨鑄件落砂而自行消失。

對于數控機床而言，床身、工作臺、立柱等通常為鑄造件，作為后續(xù)裝配工序的基礎，如果這些鑄件的殘余應力不能得到很好的消除，將會直接影響后續(xù)裝配過程以及使用過程中數控機床整機的精度、精度壽命和可*性。由于鑄件殘余應力得不到有效消除，在機床使用一段時間時后，*件中的殘余應力鑄件釋放，會造成大件的幾何變形，從而使加工出的工件不合格，機床工作精度降低。

熱處理殘余應力分析

在進行淬火等熱處理工藝時，工件各部分會由于溫度梯度、金屬相變等原因產生殘余應力。在加熱以及冷卻過程中，工件由表及里往往會形成溫度梯度，使得工件表里因膨脹、收縮不一致產生殘余應力。同時，在熱處理過程中工件材料發(fā)生不均勻相變，各部分材料因比容的差異在冷卻后*終形成殘余應力。

主軸、絲杠、導軌等是影響數控機床工作精度的關鍵*部件，為了獲得良好的工作性能，通常需要對其進行多種熱處理工序，其中在工件淬火后，通過回火可以調整組織穩(wěn)定性，使淬火殘余應力得到松弛甚至消除，防止因工件在使用過程中產生變形而影響機床的精度壽命及可*性。

焊接殘余應力分析

在焊接過程中，焊接區(qū)域以遠高于附近區(qū)域的溫度被急劇加熱融化。加熱時焊接區(qū)域受熱膨脹，因周圍低溫區(qū)域的約束而形成塑性壓縮，冷卻過程焊接區(qū)域的冷卻收縮受到周圍區(qū)域的約束形成殘余拉應力，附近區(qū)域形成殘余壓應力。同時，組織轉變也會形成殘余應力。

在焊接過程中，沿著焊縫逐漸加熱和冷卻，使得焊件各部位產生溫度梯度，由此產生不均勻塑性變形而導致熱應力。其間，金屬組織發(fā)生轉變，將引起相變應力。焊接前的工序產生的應力稱為間接應力，其與焊接應力疊加，對焊件變形產生額外的影響。

焊接工藝因制造周期短、結構設計靈活等優(yōu)點，主要應用于床身、立柱、罩殼等結構的加工。而且在大型機床上，以鋼板焊接結構代替鑄造床身的趨勢不斷擴大。但是，由于床身焊接結構中很容易產生較大的焊接殘余應力，會嚴重影響機床制造過程的精度以及焊接結構的使用性能，導致機床在使用過程中因易發(fā)生變形而降低機床的工作精度。

壓力加工殘余應力分析

壓力加工可以分為熱成形和冷成形兩種。熱成形壓力加工過程中，工件各部分由于受力不均導致不均勻的塑性變形，冷卻時存在溫度梯度導致收縮不均勻而產生熱應力，合適的溫度條件下還可能發(fā)生組織轉變，這些因素都能形成殘余應力，其中熱應力為主要因素。冷成形過程在再結晶溫度以下進行，因而基本不會產生熱應力，然而因為不均勻的塑性變形而產生的殘余應力很大。

由鍛造制備的機床主軸毛坯，在熱變形壓力加工過程中除了因不均勻塑性變形、熱應力、組織相變產生殘余應力外，還可能由于表層金屬氧化脫碳導致成分改變而形成殘余應力。因而，在對機床主軸進行工藝規(guī)劃時需要特別注意針對這些因素采取措施消除殘余應力。

切削加工殘余應力分析

在切削加工的過程中，工件與刀具接觸的部分會產生塑性變形。這種變形取決于加工方式和加工條件，是由各種原因所造成的變形的疊加，同時受到工件材料和刀具之間摩擦接觸產生的熱影響。尤其磨削時的發(fā)熱溫度遠高于一般切削工藝，甚至有可能使工件表面因相變而產生殘余應力。因此，在工件的加工表面薄層上，存在著相當大的殘余應力。

數控機床的導軌面、工作臺面等重要結合面的精度壽命對于機床工作精度的影響不言而喻，對這些工件進行大余量切削會產生顯著的殘余應力，然而對此并未在生產中引起關注，有必要對數控機床重要結合面在機加工過程中產生的殘余應力進行檢測、評估并采取合適的消除措施.