機(jī)械零件加工變形的原因及其改進(jìn)探究

謝唐委 顧錫峰

摘 要：機(jī)械加工性能不僅和企業(yè)的利益相關(guān)，還和安全性相關(guān)，在給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時，還可以有效降低安全事故發(fā)生的概率。因此，在零件加工過程中避免零件的變形就顯得尤為重要，操作人員需要把各種因素都考慮進(jìn)去，并在加工過程中采取相應(yīng)的措施預(yù)防變形的發(fā)生，以便使成品的零件能夠正常使用。為了達(dá)到這個目標(biāo)，就有必要對零件加工中出現(xiàn)的變形現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析，對于零件的變形問題找出可靠的措施，為現(xiàn)代化企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械零件；加工；變形問題；解決對策

1分析機(jī)械零件加工中變形的原因

1.1內(nèi)力作用導(dǎo)致零件加工精度改變

在車床加工時，通常是利用向心力的作用，用車床的四爪卡盤，把零件卡緊，然后對機(jī)械零件進(jìn)行加工。同時為了確保零件在受力時不松動，減小內(nèi)徑向力的作用，必須要使加緊力大于機(jī)械的切削力。夾緊力是隨著切削力的增大而增大，隨之減小而減小。這樣的操作才能使機(jī)械零件在加工過程中受力穩(wěn)定。但是在四爪卡盤松開之后，加工出來的機(jī)械零件就會與原來的相差甚遠(yuǎn)，有的呈現(xiàn)多邊形，有的呈現(xiàn)橢圓形。出現(xiàn)較大的偏差。

1.2熱處理加工后容易產(chǎn)生變形問題

對于薄片類的機(jī)械零件，由于其長涇非常小，因此，在加工過程中，需要對其進(jìn)行熱處理。熱處理后的零件在放置過程中易發(fā)生變形。一方面，會出現(xiàn)中間鼓出的現(xiàn)象，平面偏差增大。另一方面，由于各種外界因素的影響，使零件產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象。這些變形問題的產(chǎn)生不僅是由于熱處理后的零件內(nèi)應(yīng)力發(fā)生了變化，還有操作人員的專業(yè)知識不扎實(shí)，不太了解零件的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而增大了零件變形的概率。

1.3外力作用下引起的彈性變形

在機(jī)械加工中零件出現(xiàn)彈性形變的原因主要有一下幾個方面，一是零件的內(nèi)部構(gòu)造中含有薄片，進(jìn)而對操作方法提出了更高的要求，操作人員在對零件進(jìn)行定位和裝夾時，不能和圖紙的設(shè)計(jì)之間進(jìn)行對應(yīng)，而工作人員又沒有重視這些構(gòu)件的加工要求。這就導(dǎo)致了彈性形變的產(chǎn)生。二是車床和夾具的不平整，使零件在進(jìn)行固定時，兩側(cè)的受力不均勻，導(dǎo)致在切割時，受力作用小的一邊在力的作用下就會出現(xiàn)平移，就會出現(xiàn)零件變形的出現(xiàn)。三是在加工過程中，零件的定位不合理，使零件的剛性強(qiáng)度降低。四是切削力的存在也是引起零件彈性形變的原因之一。這些不同的原因?qū)е碌膹椥孕巫?，都說明外力作用對機(jī)械零件加工質(zhì)量的影響。

2 對于機(jī)械零件加工變形的改進(jìn)措施

在實(shí)際的零件加工中，導(dǎo)致零件變形的因素有很多，為了從根本上解決這些變形問題，操作人員需要在實(shí)際工作中認(rèn)真探索這些因素，并結(jié)合工作精要，制定改進(jìn)措施。

2.1 使用專用工裝，減少裝夾變形

在機(jī)械零件的加工過程中，對精細(xì)化的要求非常嚴(yán)格，針對不同的零件，選用不同的專用工裝，可以使零件在加工過程中不易出現(xiàn)位移。另外，在加工之前，工作人員還需要進(jìn)行相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，對固定零件進(jìn)行全面的檢查，還需要和圖紙對照，檢查機(jī)械零件的位置是否正確，以便減少裝夾變形。

2.2 增加零件剛度，防治過大變形

在零件進(jìn)行熱處理之后，由于應(yīng)力收縮現(xiàn)象的出現(xiàn)，會導(dǎo)致零件變形，為了防止這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，在對零件進(jìn)行操作之前，可以限行熱處理手段，從而改善機(jī)械零件的剛度。這樣可以保證機(jī)械零件的加工精度，即使在熱處理之后，也不會出現(xiàn)明顯的變形。

2.3 修整加工

零件在經(jīng)過熱處理之后很容易出現(xiàn)熱處理現(xiàn)象，這就需要采取措施來保證零件的安全性能。通過對加工后的零件進(jìn)行修整加工，來保證機(jī)械零件加工的質(zhì)量，在對加工后的零件進(jìn)行修整加工時，需要按照行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，以便確保零件的質(zhì)量，延長使用壽命。

2.4提升毛坯質(zhì)量

在各種設(shè)備的具體操作過程中，提升毛胚的質(zhì)量是防止零件變形的保證，以便加工好的零件符合零件的具體標(biāo)準(zhǔn)要求。為后期零件的使用提供保證。因此，操作人員需要對不同的毛胚的質(zhì)量進(jìn)行檢查，對于出現(xiàn)問題的毛胚，要及時對其更換，避免出現(xiàn)不必要的問題。同時，操作人員需要結(jié)合設(shè)備的具體要求來選擇可靠的毛胚。以便保證經(jīng)過加工后的零件的質(zhì)量性和安全性可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。延長零件的使用壽命。

2.5限型熱處理

在機(jī)械零件加工中，零件的安全性能受到很多客觀因素的影響。因此，為了防止變形現(xiàn)象的產(chǎn)生，技術(shù)人員需要選擇合適的限熱型處理方式，這就需要結(jié)合零件的性能，運(yùn)用合適的限熱型處理措施。從而保證安全的可靠性。

4其他措施

在機(jī)械零件的精加工和粗加工中，裝夾方式是相同的，前期的零件加工在機(jī)械加工中占有重要的作用，對后道的工序具有較大的影響力。因此，要盡量避免不規(guī)范的手工操作，避免材料的受力變形。在后道的工序中會出現(xiàn)更多的加工變形，另外，在磨削加工中也會出現(xiàn)變形，并且在鎖床加工內(nèi)孔時，也會產(chǎn)生偏差。因?yàn)榧庸r是在磨損基準(zhǔn)面上進(jìn)行的，因此，其精鎖內(nèi)孔不精確。通過這樣的方法，加工出來的機(jī)械零件的尺寸和圖紙上有很大的差別，因此，需要采取一定的措施進(jìn)行處理。可以從熱處理后的精車為入手點(diǎn)，改變傳統(tǒng)的裝夾方式，在每道工序的裝夾中，要避免對徑向力的承受；也可以適量控制削余量；還可以擁有專業(yè)的夾具，利用垂直軸來防止機(jī)械零件的加工變形。另外，對于機(jī)械零件在加工后或者熱處理后容易變形的狀況，還可以采取以下措施解決：

4.1在機(jī)械加工中可以通過運(yùn)用自然時效法、人工時效法等去除零件中的殘余應(yīng)力，而這兩種方法各有利弊，比如，人工時效法可以避免零件的變形，它的振動時效、熱處理時效等可以避免內(nèi)部應(yīng)力的不良影響。此外，一旦發(fā)現(xiàn)鑄件出現(xiàn)問題，就要及時的處理，可以避免有問題的鑄件對零件的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

4.2在機(jī)械零件加工完成，并且自然變形之后，要運(yùn)用專業(yè)的工具進(jìn)行修整，這種方法在零件變形之后進(jìn)行最為有效。如果零件經(jīng)過熱處理后變形，則可以在淬火之后進(jìn)行回火，因?yàn)榇慊鹬笤诹慵袝嬖跉堄嗟膴W氏體，這些物質(zhì)在室溫下進(jìn)而轉(zhuǎn)化為馬氏體，然后物體就會膨脹。在加工零件時要認(rèn)真對待每一個細(xì)節(jié)，這樣就可以降低零件變形的概率，把握好圖紙上的設(shè)計(jì)理念，根據(jù)生產(chǎn)要求，使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)，以便提高經(jīng)濟(jì)效益，提高工作效率。

5結(jié)語

導(dǎo)致機(jī)械零件變形的因素有很多，對于不同的原因要采取不同的措施去解決，在實(shí)際操作中，要注重機(jī)械加工的每一個細(xì)節(jié)，不斷完善生產(chǎn)過程，經(jīng)過不斷努力，爭取把經(jīng)濟(jì)損失降到最低，以便保證機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定工作，使得機(jī)械加工的高質(zhì)量和高效率的目標(biāo)能夠得以實(shí)現(xiàn)。使機(jī)械加工行業(yè)具有一個更好的發(fā)展前景和更廣闊的市場。

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（作者單位：三江學(xué)院）