機(jī)械零件加工中的變形與對(duì)策探討

周莉

（許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，河南 許昌 461000）

機(jī)械零件加工中的變形與對(duì)策探討

周莉

（許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，河南 許昌 461000）

機(jī)械零件在加工的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，這一情況出現(xiàn)的原因主要是受到內(nèi)力、外力和自身材料的變形引起的。本文就對(duì)機(jī)械零件常見的變形原因進(jìn)行分析，并且針對(duì)變形產(chǎn)生的原因進(jìn)一步提出具體的改進(jìn)措施。

機(jī)械零件；加工；變形；對(duì)策

機(jī)械零件的加工過(guò)程中出現(xiàn)變形的現(xiàn)象是在所難免的，盡管現(xiàn)在機(jī)械加工的水平有了很大的改善，但是仍然無(wú)法擺脫這一現(xiàn)象。其中零件變形不僅僅會(huì)影響零件的美觀，還會(huì)對(duì)零件的功能產(chǎn)生很大的影響，使零件無(wú)法正常的使用，或者使用的效果大大降低。因此，我們必須尋求有效的方法來(lái)盡量避免這一問(wèn)題。

1 零件變形的原因以及變形種類

首先，先來(lái)了解一下什么叫做零件變形，零件變形主要指的是在零件的加工過(guò)程之中，零件的大小尺寸或者形狀等要素發(fā)生了變化，導(dǎo)致零件產(chǎn)生變形的因素以及變形的種類千差萬(wàn)別，下面就來(lái)具體了解一下產(chǎn)生不同程度變形的原因。

1.1 內(nèi)力作用導(dǎo)致的變形

在零件加工的過(guò)程中，一般會(huì)借助車床的三爪卡盤來(lái)固定零件，這個(gè)過(guò)程中需要充分發(fā)揮向心力的作用。其中為了是使零件不會(huì)輕易松動(dòng)，需要我們特別注意的是切削力的運(yùn)用需要小于加緊的力量，并且適當(dāng)控制切削力靈活改變。要想保證機(jī)械零件的加工順利進(jìn)行，就必須保證機(jī)械零件受力平衡，只有受力平衡了，才會(huì)盡可能少的出現(xiàn)零件變形的狀況。內(nèi)力作用導(dǎo)致的變形往往是比較難以進(jìn)行改變的，比較有效的改變方法就是對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行熱處理。

1.2 熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的變形

盡管熱處理能夠改變一些由于內(nèi)力作用導(dǎo)致的變形，但是如果處理不當(dāng)，在熱處理的過(guò)程中也是會(huì)產(chǎn)生變形的。薄片類的機(jī)械零件是最容易在熱處理的過(guò)程中產(chǎn)生變形的。由于薄片類的機(jī)械質(zhì)地輕薄，長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)過(guò)加熱處理或者高溫處理，難免會(huì)產(chǎn)生類似草帽的彎曲變形，最明顯的表現(xiàn)就是中間有一部分是鼓出的，就跟“草帽”的形狀類似。這種彎曲的草帽型變形的結(jié)構(gòu)，相對(duì)于正常的值來(lái)講會(huì)相對(duì)偏大。其主要原因是工件的內(nèi)應(yīng)力作用產(chǎn)生的，在熱處理的過(guò)程中必須要保證溫度適中，熱處理的時(shí)間要長(zhǎng)短適中，否則難以發(fā)揮熱處理的作用。

1.3 彈力變形

在機(jī)械零件進(jìn)行切削的時(shí)候，切削力會(huì)作用在零件的表面，材料本身是帶有自身的彈性的，因此就難免會(huì)產(chǎn)生彈力變形，這種彈力變形往往會(huì)被稱為“讓刀”。其中薄壁零件是最容易產(chǎn)生這一彈性變形現(xiàn)象的，所以對(duì)于薄壁類零件需要我們有充分的措施去應(yīng)對(duì)。一般而言，彈力變形主要包括三種。

（1）由于機(jī)械零件結(jié)構(gòu)中含有薄壁以及各類懸臂等，使零件無(wú)法準(zhǔn)確完整的定位，這就導(dǎo)致了裝夾的不合理。再加上零件自身缺乏鋼性，就會(huì)出現(xiàn)變形的現(xiàn)象。

（2）在機(jī)械零件加工的過(guò)程中，對(duì)零件進(jìn)行切削時(shí)，產(chǎn)生的“讓刀”現(xiàn)象所致。

（3）還有一種常見的變形就是由于切削刀帶來(lái)的影響，導(dǎo)致加緊的一側(cè)形狀比較完好，但是另一側(cè)就會(huì)發(fā)生不同程度的變形現(xiàn)象。

1.4 塑性變形

相對(duì)于以上幾種變形來(lái)說(shuō)，機(jī)械零件的塑性變形屬于永久變形，在機(jī)加過(guò)程中是要盡量避免產(chǎn)生塑性變形的。加工成型的高精度零件一旦產(chǎn)生塑性變形一般就做報(bào)廢處理，而對(duì)于粗加工狀態(tài)的零件，要糾正其塑性變形，可以通過(guò)外力壓校進(jìn)行處理。

2 機(jī)械零件加工中的注意事項(xiàng)

只有盡力保證一系列加工的環(huán)節(jié)準(zhǔn)確無(wú)誤才能夠保證零件的品質(zhì)，因此為了保證零件的加工品質(zhì)，我們可以從以下幾個(gè)方面多加注意。

2.1 在加工之前科學(xué)地進(jìn)行設(shè)計(jì)

在進(jìn)行零件加工之前，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)是保證加工過(guò)程中減少事故發(fā)生的重要技術(shù)措施。因此，我們不僅僅需要分析機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)、尺寸大小以及作用，還要能夠有效地分析如何才能夠提高零件的強(qiáng)度。除此之外，為了保證加工過(guò)程中變形的情況減少，還需要對(duì)零件的材質(zhì)以及剛度進(jìn)行合理的分析。在零件裝配過(guò)程中避免不必要的擠壓，使零件受力均勻，進(jìn)一步避免零件產(chǎn)生變形。

2.2 進(jìn)行嚴(yán)格的過(guò)程控制

在進(jìn)行零件的加工時(shí)，一定要避免因?yàn)槿斯なд`造成的零件變形，嚴(yán)格按照零件的制造工序進(jìn)行生產(chǎn)，減少零件可能會(huì)產(chǎn)生的應(yīng)力。同時(shí)，工作人員需要按照嚴(yán)格的規(guī)章制度來(lái)檢驗(yàn)零件的加工。只有安排充足的消除內(nèi)應(yīng)力的操作工序，才能夠使零件的操作與加工殘余應(yīng)力減少，有助于零件制作的品質(zhì)提高。

2.3 分工完成

機(jī)械零件的加工一般是要經(jīng)過(guò)粗加工與精加工兩道工序的，對(duì)于有些零件，必要時(shí)還需要增加半精加工。因此不能夠把兩道工序合為一步，必須要保證科學(xué)地按照兩道工序進(jìn)行生產(chǎn)，以減少可能會(huì)產(chǎn)生的應(yīng)力。除此之外，兩道工序的加工過(guò)程中需要留有充足的時(shí)間來(lái)保證應(yīng)力的消除。這樣可以最大程度地保證加工過(guò)程中由于基準(zhǔn)不一造成的誤差。

2.4 自然時(shí)效處理和人工時(shí)效處理

一般而言，人工時(shí)效處理主要是針對(duì)一些難以恢復(fù)的問(wèn)題，例如加工過(guò)程中受熱不均造成的變形等。對(duì)于一些常見的小問(wèn)題，就可以通過(guò)自然時(shí)效處理來(lái)進(jìn)行解決，主要解決的方面就是減少應(yīng)力防止產(chǎn)生變形。例如比較常見的自然時(shí)效處理就是在粗精加工這兩道工序之間，將零件放置一段時(shí)間，讓零件自然冷卻，降低應(yīng)力帶來(lái)的不穩(wěn)定性，防止因應(yīng)力作用產(chǎn)生的變形。

3 對(duì)于常見變形的處理對(duì)策

經(jīng)過(guò)以上的分析探討可以看出，造成零件變形的原因不一，解決以及防治的問(wèn)題也應(yīng)該做出相應(yīng)的調(diào)整，增加措施的適應(yīng)性和有效性?？偟膩?lái)說(shuō)，存在的共性就是需要從減少應(yīng)力以及外力的作用。下面就來(lái)具體研究一下有哪些有效的改進(jìn)措施。

3.1 統(tǒng)一使用專用的工裝，避免產(chǎn)生裝夾變形

機(jī)械零件加工時(shí)是一項(xiàng)精細(xì)化的工作，對(duì)于細(xì)節(jié)的要求是十分嚴(yán)格的。一般來(lái)說(shuō)，一些小的失誤就會(huì)對(duì)零件的品質(zhì)產(chǎn)生干擾。所以選用專用的工裝是十分有必要的，加工人員在進(jìn)行加工的時(shí)候，準(zhǔn)備工作是十分有必要做好的，只有做好了準(zhǔn)備工作，才能減少一些因素對(duì)零件的干擾。加工人員在對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，首先需要對(duì)車床上的零件進(jìn)行檢查，其次對(duì)于圖紙要有準(zhǔn)確的把握，確定零件要安裝的位置，對(duì)零件的裝夾位置有大致的把握。這樣能在裝夾的過(guò)程中減少變形的可能。

3.2 增加零件的剛度，以防零件過(guò)大產(chǎn)生變形

零件在經(jīng)過(guò)熱處理之后，剛度會(huì)減小。為了減少熱力因素產(chǎn)生的變形，要使用統(tǒng)一的工裝來(lái)避免熱力因素產(chǎn)生的變形。在機(jī)械零件未加工之前，需要限熱進(jìn)行處理，這樣機(jī)械零件的剛度就會(huì)增強(qiáng)。這樣經(jīng)過(guò)熱處理過(guò)后的產(chǎn)品就會(huì)增加零件的剛度，零件剛度增強(qiáng)了，裝夾過(guò)程中的變形就會(huì)減少了。

3.3 提高毛坯零件的品質(zhì)

機(jī)械中的毛胚零件需要盡可能增強(qiáng)其品質(zhì)，使零件的可塑性增強(qiáng)，這樣的話，機(jī)械中的內(nèi)部殘余力能夠做到進(jìn)一步的消除，并且及時(shí)進(jìn)行筑件的處理。在流水線的制作過(guò)程中，很多車間不注重對(duì)于毛坯產(chǎn)品質(zhì)量的提高，而是專注于后期的監(jiān)工制作，產(chǎn)生了一系列的問(wèn)題。首先，毛坯零件作為機(jī)械零件加工的基礎(chǔ)，只有具有較高的品質(zhì)以及較好的可塑性才能夠使零件的品質(zhì)得到保證，減少變形現(xiàn)象的發(fā)生。

3.4 對(duì)薄片類的零件特殊對(duì)待

對(duì)于薄片類的機(jī)械零件不僅僅需要做到增加零件的剛性，還要跟其他壁厚的機(jī)械零件區(qū)別對(duì)待，在受熱加工處理的時(shí)候嚴(yán)格掌控受熱的溫度以及加熱的時(shí)間長(zhǎng)度。粗精加工的工序之間留有充足的時(shí)間來(lái)保證應(yīng)力的消除。在零件的包裝以及運(yùn)輸過(guò)程中輕拿輕放，防止產(chǎn)生擠壓或者碰撞造成一定程度的變形，影響機(jī)械零件的使用效果。

3.5 嚴(yán)格整合制作的各道程序

只有各道工序協(xié)調(diào)配合才能夠高效率、高質(zhì)量地完成工作。一般而言，在確定零件制作需要的工序之后，需要我們克服制作過(guò)程中的阻力，嚴(yán)格按照既定的操作步驟、按部就班地完成零件的加工與制作，這樣才能夠確保不確定因素對(duì)零件的干擾?？傮w上提高零件加工與制作的質(zhì)量。

3.6 優(yōu)秀員工的鼓勵(lì)政策

零件加工與制作是一項(xiàng)枯燥的工作，員工很容易在這樣枯燥的工作中失去對(duì)工作的興趣。隨著積極性與工作興趣的消失，就會(huì)降低工作的效率，降低產(chǎn)品的品質(zhì)。所以公司需要注重對(duì)員工工作以及生活的關(guān)心，讓員工的勞動(dòng)得到及時(shí)穩(wěn)定的反饋。這就需要制定健全的獎(jiǎng)勵(lì)政策，對(duì)于產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量連續(xù)優(yōu)秀的員工給予物質(zhì)和精神上的鼓勵(lì)。這樣一來(lái)就會(huì)調(diào)動(dòng)員工工作的積極性與工作興趣，在一定程度上幫助提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了可能會(huì)出現(xiàn)零件變形的可能性。對(duì)于因員工操作不當(dāng)出現(xiàn)失誤造成的零件變形給予適當(dāng)?shù)膽土P，讓全體員工引以為戒，避免再次出現(xiàn)失誤。在員工整體中形成積極向上的氛圍，積極進(jìn)取，提高零件的質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械零件的加工制作是一項(xiàng)對(duì)技術(shù)含量要求較高的工作，稍有不慎就可能會(huì)產(chǎn)生變形。因此，需要我們認(rèn)真分析產(chǎn)生變形的成因，并按照嚴(yán)格的操作程序進(jìn)行操作，在加工之前，做好各項(xiàng)工作的準(zhǔn)備，檢查機(jī)械設(shè)備是否處于正常工作的狀態(tài)。對(duì)于產(chǎn)生變形的成因?qū)ΠY下藥，從根本上減少或避免變形問(wèn)題的產(chǎn)生。

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