王 栋，张锦涛，林洪旭，张银霞，刘治华

(郑州大学 a.机械与动力工程学院；b.河南省资源与材料工业技术研究院，郑州 450001)

0 引言

磨削作为精密加工过程中的最后一道工序，不仅能够保证工件所需的尺寸精度，还能在其表层引入新的残余应力。机械加工引入的残余应力主要通过防止、延迟或加速裂纹的生长来增加或减少工件的疲劳寿命[1]。磨削加工产生的残余应力主要有三个来源：机械变形、热塑性变形和组织相变，其中，热塑性变形是产生残余拉应力的最重要因素[2]。

在磨削过程中，砂轮表面的磨粒微刃以极高的速度在被加工工件表面进行划擦、耕犁、切削3个阶段，使得工件表面产生很大的塑性变形，所消耗的机械功几乎全部转化为热量集聚在磨削区内，导致磨削区内的温度急剧升高，工件表层形成较大的温度梯度，其结果将会导致零件的抗磨损性能降低、应力锈蚀的灵敏性增加、抗疲劳性变差，从而降低零件的使用寿命和工作性能[3]。

一般来说，在淬硬钢的磨削过程中，残余拉应力的产生取决于工件表面温度是否超过某一温度阈值[4]。温俊等[5]使用COMSOL有限元软件进行热-弹塑性多物理场耦合计算，得到了磨削区域的温度场分布和不同磨削参数对工件表层产生初始塑性应变的影响，从而定量分析磨削温度与磨削残余应力间的相互关系。McCormack D F等[6]建立了磨削过程中工件温度和残余拉应力之间的直接关系，并提出了残余拉应力开始的临界转变温度，从而将控制残余应力的问题转化为控制磨削温度的问题。……