內應力也稱殘余應力，是指外部載荷去掉后仍殘留于物體內部的應力。內應力是由于金屬內部組織發(fā)生了變化而產(chǎn)生的。其產(chǎn)生的外界因素為熱加工和冷加工。具有內應力的工件，處在一種不穩(wěn)定狀態(tài)中，它內部的組織有強烈的恢復到?jīng)]有內應力穩(wěn)定狀態(tài)的傾向。即使在常溫下工件的內部組織也不斷發(fā)生變化，直到內應力完全消失為止。在這一過程中，工件的形狀逐步產(chǎn)生變形(如翹曲變形)，從而喪失其原有精度。如果把存在內應力工件裝配到機器中，則會因其在使用中發(fā)生變形而破壞整臺機器的精度。
1、內應力的產(chǎn)生及其對零件加工精度的影響
1) 毛坯制造中產(chǎn)生的內應力。在鑄、鍛、焊及熱處理等過程中，由于工件各部分熱脹冷縮不均勻以及金相組織的變化使毛坯內部產(chǎn)生了相當大的內應力。毛坯結構越復雜，各部分的壁厚越不均勻，散熱條件差別越大，毛坯內部產(chǎn)生的內應力也越大。具有內應力的毛在短時間還看不出變化，內應力暫時處于相對平衡的狀態(tài)，但當切去一層金屬后，就打破了這種平衡，內應力重新分布，工件就明顯地出現(xiàn)變形。
2) 冷校直產(chǎn)生的內應力。一些剛性較差、容易變形的工件(如絲杠)，通常采用冷校直的方法修正變形。圖1b所示的工件中部受到載荷F的作用時，工件內部產(chǎn)生應力，其軸心線以上產(chǎn)生壓應力，其軸心線以下產(chǎn)生拉伸應力，而且兩條虛線之間為彈性變形區(qū)，虛線之外為塑性變性區(qū)。去掉外力后，工件的彈性恢復收到塑性變形區(qū)的阻礙，致使內應力重新分布如圖1c所示。由此可見，工件經(jīng)冷校直后內部產(chǎn)生內應力，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
3) 切削加工中產(chǎn)生的內應力。工件切削加工時，在各種力和熱的作用下，各部分將產(chǎn)生不同程度的塑性變形及金相組織變化從而產(chǎn)生內應力，引起工件變形。實踐證明，在加工過程中切去表面一層金屬后，所引起內應力重新分布，變形最為劇烈。因此粗加工后，應將被夾緊的工件松開使它有時間使內應力重新分布。否則，在繼續(xù)加工時工件處于彈性應力狀態(tài)下，而在加工完成后必然要逐漸產(chǎn)生變形，致使破壞最終工序所得到的精度。圖2所示為床身因內應力引起變形。
2、減少或消除工藝系統(tǒng)內應力的幾種方法
1) 對工件進行時效處理或熱處理。通過對鑄、鍛、焊接件進行退火或回火，以及對淬火后進行回火，都可達到減少或消除內應力的目的。另外對床身、箱體等大部分鑄鐵件、焊接件在粗加工后進行時效處理(自然時效、人工時效或振動時效)。
2) 合理設計零件結構。設計零件結構時，應注意簡化零件結構，提高其剛性，減小壁厚差。焊接件的焊縫應均勻，以減少內應力。
3) 合理安排工藝程序。將粗、精加工分開在不同的工序中進行，使粗加工后的工件有一定的時間使殘余應力重新分布，以減小對精加工的影響。在加工大型工件時，粗、精加工往往在一道工序中來完成，這時應在粗加工后松開工件，讓工件可以自由變形，再用較小的夾緊力夾緊工件后進行精加工。對于焊接件，在焊接前，工件必須經(jīng)過預熱處理以減小溫差，減小內應力。對精度要求較高的零件，在粗加工后或半精加工后，安排一次時效處理或穩(wěn)定化處理，以消除之前切削加工引起的內應力。
4) 用熱校直來代替冷校直，不但可提高工件的加工質量，而且可提高生產(chǎn)率。熱校直是將工件在正火溫度下用壓力機對軸類零件進行校直。
