淺析工件加工后變形的原因及預(yù)防措施

摘 要：隨著現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的提高，產(chǎn)生對(duì)高精度的工件需求逐漸增加。在生產(chǎn)工作活動(dòng)中，經(jīng)常遇到工件經(jīng)過加工后產(chǎn)生一定的形變，導(dǎo)致不能很好匹配預(yù)先設(shè)計(jì)的配對(duì)零件。從而產(chǎn)生一定程度的生產(chǎn)加工成本浪費(fèi)，甚至引發(fā)一系列工程故障和事故。然而，如何提高工件的加工精度和減少誤差，是提高工件質(zhì)量的重要保證。

關(guān)鍵詞：工件 變形 質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TH161.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）04（a）-00-01

在工件生產(chǎn)中，往往會(huì)發(fā)生許多不可預(yù)期的因素導(dǎo)致工件變形。由于這些因素的普遍存在，避免工件變形現(xiàn)象的具有一定的實(shí)施難度。該文就一些典型的工作和具體的工件變形類型進(jìn)行分析，通過加強(qiáng)加工中的操作過程的規(guī)范，提高員工對(duì)工件變形防范的意識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)工件誤差的減少，保證工件的加工質(zhì)量。

1 工件變形的原因

1.1 切削力和切削熱帶來的影響

在工件生產(chǎn)和加工中，對(duì)其進(jìn)行薄壁等徑向切削的環(huán)節(jié)是必不可少的。當(dāng)切削過程中，工件形狀過長，切削處于受力點(diǎn)存在一定距離，容易產(chǎn)生一定程度的工件振動(dòng)和變形。同時(shí)，在對(duì)工件的薄壁加工中，會(huì)導(dǎo)致工件發(fā)熱，產(chǎn)生形變，影響車床對(duì)工件精度和硬度的控制，導(dǎo)致工件部分位置的表面粗糙度有所增加。另外，在對(duì)一些膨脹系數(shù)較大的工件加工中，出現(xiàn)的熱切削會(huì)更加顯著地影響著工件的切削精度，問題嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)工件卡死現(xiàn)象，從而導(dǎo)致工件加工的失敗。

1.2 加工應(yīng)力不平衡

工件在加工中，需要通過一些特點(diǎn)的設(shè)備對(duì)其固定性進(jìn)行加固，方便加工工作的進(jìn)行。但是對(duì)于工件加工中，加工夾緊應(yīng)力處理不夠科學(xué)的情況下，將會(huì)出現(xiàn)另一種影響工件公差的重要因素。如在對(duì)半圓鑄件等工件的加工成，由于加工前后所受到的應(yīng)力大小和受力點(diǎn)分布的不同，產(chǎn)生對(duì)工件內(nèi)外表層的應(yīng)力和拉應(yīng)力之間的不相協(xié)調(diào)。再到工件進(jìn)入合缸階段后，內(nèi)層表面的應(yīng)力大大減弱甚至消失，產(chǎn)生的外表面應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)層應(yīng)力，最終導(dǎo)致工件內(nèi)部產(chǎn)生出一定的變形來平衡內(nèi)外應(yīng)力的差距。因此在加工中，內(nèi)外加工應(yīng)力的不均等因素將會(huì)給工件變形帶來一定的影響。

1.3 工件夾緊力度的影響

夾緊操作在工件加工中是必不可少的環(huán)節(jié)。往往在夾緊力的作用下，工作容易產(chǎn)生不規(guī)則的變形，從而改變其原來的受力表面受力點(diǎn)的分布情況。在采用夾緊力的操作中，放夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行直接的接觸時(shí)，就會(huì)對(duì)工件的本身產(chǎn)生一定的受力點(diǎn)。在此后的工件加工中，由于切削刀具對(duì)工件的切削位置和角度的不同，都會(huì)導(dǎo)致前角或者后角的切削角度不同。同時(shí)，加工中不同的切削刀具有不同程度的磨損和摩擦，使得工件的受力力道不同，產(chǎn)生工件在夾緊裝置中的不規(guī)則受力，造成工件變形和切削位置位移的結(jié)果。

2 預(yù)防工件加工后變形的措施

影響工件加工后變形的因素有很多，其中一些因素是普遍存在的，難以避免的。同時(shí)，另外一些影響因素是可以被注意和克服的。經(jīng)過上述對(duì)工件變形的原因分析后，可以得出以下幾種的預(yù)防措施。

2.1 工件加工前后采取特殊的處理工序

工件在其加工中、前后采取有針對(duì)性的處理工序能夠很好地起到預(yù)防其在加工過程中受到不均等的應(yīng)力受力和熱切削力影響。為工件在加工中引起誤差的因素起到積極的防御作用。如在對(duì)薄壁工件加工前，進(jìn)行一定程度的退火或者正火處理，有助于工件提高自身的柔韌度，避免在切削過程中都到振動(dòng)而產(chǎn)生形變，從而降低外界對(duì)其工件內(nèi)部產(chǎn)生切削力，減少了切削后工件精度受損的誤差。另外，采取對(duì)工件的冷卻潤滑處理，可以有效的改善在加工中收到不同程度的磨損和增加車床在對(duì)工件加工中的加工精度，很好的保證了工件加工后的產(chǎn)品質(zhì)量。在對(duì)工件進(jìn)行高速加工的時(shí)候，一般采用的是高速性能的鋼刀具進(jìn)行加工。在這個(gè)過程中，適當(dāng)?shù)囊胨芤哼M(jìn)行改善工件和刀具之間的發(fā)熱情況，避免工件在加工中出現(xiàn)的熱變形和刀具的斷裂。還有針對(duì)一些數(shù)控機(jī)床的低速精加工中，選擇性能較好的潤滑油或切削油，能大大提高工件表面的乳化度和粗糙度，同時(shí)還起到了保護(hù)刀具的作用。

2.2 合理選擇加工刀具和裝夾方式

加工工具的選擇無論是在改善加工工序上還是對(duì)加工工件損傷程度都有明顯改善。其中，主要的明顯表現(xiàn)作用于對(duì)需要在薄壁進(jìn)行加工的零件上。在對(duì)這類零件的加工中，由于采用不同的加工工具，會(huì)出現(xiàn)不同的切削形變。在切削的過程中，工具在和被加工件的接觸面積過大，摩擦強(qiáng)度較強(qiáng)，產(chǎn)生的切削發(fā)熱情況在所難免。當(dāng)?shù)毒咦陨淼纳崆闆r不佳時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)刀具在加工中產(chǎn)生一定位置，造成磨損加劇。另外，在對(duì)加工工件的裝夾也是一門極其重要的技術(shù)。選擇合理的裝夾工具和方式可以有效的減少夾緊工具對(duì)加工工具變形的影響。如在夾緊工具中安裝施工塞和橡膠工圈能夠起到輔助支撐工件表面的作用；在對(duì)工件夾緊時(shí)，盡可能的采取均勻夾緊方式，避免局部夾緊時(shí)對(duì)產(chǎn)生一定夾緊強(qiáng)度，增加不必要的受力

變形。

2.3 采用科學(xué)的加工方式

選擇科學(xué)的加工方式，是保證工件加工持續(xù)健康發(fā)展的重要技術(shù)支持。其中關(guān)于科學(xué)的工件加工方式包括對(duì)加工工件的對(duì)象進(jìn)行分析，確定加工對(duì)象加工的精度等級(jí)，從而選擇合適的加工方式。即對(duì)走刀和吃刀需求量大的工件，采取粗加工的方式，通過這種方式可以大大減少工件的變形，在保證工件的加工強(qiáng)度的同時(shí)也降低了其受到其他異常受力的影響。在對(duì)精細(xì)加工的工件要求中，不能采取很大的夾緊力，這樣工件在加工中的變形量也會(huì)相對(duì)縮小。另外，在對(duì)這兩者精粗加工的方式采取不同工藝的熱處理。前者受到的切削壓力較大，在完成粗加工后往往需要對(duì)工件進(jìn)行自然冷卻，減少粗加工中產(chǎn)生的熱變形。

3 結(jié)語

工件加工變形將對(duì)其進(jìn)入使用領(lǐng)域的安全產(chǎn)生一定的威脅和安全隱患。因此如何有效避免工件在加工中受到的破壞性變形，是工件質(zhì)量保證的重要基礎(chǔ)。該文通過對(duì)工件加工后變形的原因進(jìn)行深入分析，從而提出上述幾點(diǎn)預(yù)防措施，為今后從事該行業(yè)的廣大工作者提供理論上參考意見。

參考文獻(xiàn)

[1]李洪.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京出版社，1990.

[2]符煒.實(shí)用切削加工手冊(cè)[M].長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2003.

[3]翟順建.防止和減少薄壁工件變形的方法[J].安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2008（8）.