機(jī)械零件加工中的變形及控制對(duì)策研究

陳玲芝

摘 要：世界經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展飛快，為了滿(mǎn)足現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求，傳統(tǒng)的手工流水生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)被機(jī)械化流水線(xiàn)所代替。無(wú)論何種機(jī)械設(shè)備，其基本組成單元都是零件，為了保證機(jī)械設(shè)備的使用壽命和運(yùn)行質(zhì)量，機(jī)械零件在設(shè)計(jì)時(shí)就針對(duì)規(guī)格尺寸進(jìn)行了嚴(yán)格的要求。但是在實(shí)際加工零件的過(guò)程中，由于多種外界影響因素，可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零件出現(xiàn)某種程度上的變形，導(dǎo)致零件報(bào)廢，給企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。基于此種情況，深入研究機(jī)械零件加工變形的控制應(yīng)對(duì)方法是非常重要的。本文首先針對(duì)機(jī)械零件加工變形的種類(lèi)和產(chǎn)生原因進(jìn)行了深入的研究分析，并提出了幾種行之有效的控制對(duì)策。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；零件變形；控制對(duì)策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.054

0 引言

通常情況下，機(jī)械零件加工變形是指零件在進(jìn)行加工的過(guò)程中，受各種因素影響，出現(xiàn)了不可控的形狀或者尺寸變化，導(dǎo)致零件報(bào)廢。這種變形在正常的加工過(guò)程中是很難避免的，雖然當(dāng)下的機(jī)械加工水平已經(jīng)非常發(fā)達(dá)，但仍然無(wú)法擺脫此現(xiàn)象。同時(shí)，變形會(huì)導(dǎo)致大量加工零件不能使用，造成巨大的資源浪費(fèi)，導(dǎo)致企業(yè)出現(xiàn)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，需要針對(duì)機(jī)械零件加工變形原因進(jìn)行研究，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)實(shí)施科學(xué)有效的控制對(duì)策，降低損失。

1 零件變形的原因及變形種類(lèi)

1.1 內(nèi)力作用導(dǎo)致的變形

在進(jìn)行機(jī)械零件加工時(shí)，都會(huì)使用夾具來(lái)固定工件，例如車(chē)床就是通過(guò)三爪卡盤(pán)固定工件。為了保證工件在加工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)，需要特別注意對(duì)切削力的控制，靈活的改變切削力，以保證其一直低于夾具的夾緊力。同時(shí)為了保證零件加工的正常進(jìn)行，還需要調(diào)整工件的受力情況，以保證工件受力的平衡，才可以降低零件的變形情況。根據(jù)上述內(nèi)容可知，由內(nèi)力作用造成的變形是難以消除的，目前比較有效的方法只有對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行加工后熱處理。

1.2 熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的變形

一般來(lái)說(shuō)，熱處理主要是用以消除由內(nèi)力導(dǎo)致的變形的，但是如果在熱處理過(guò)程中操作不當(dāng)，也有可能致使零件出現(xiàn)變形，特別是薄片類(lèi)的零件，極易在熱處理過(guò)程中發(fā)生變形。這主要是由于薄片類(lèi)零件的材料比較輕薄，在長(zhǎng)時(shí)間處于高溫環(huán)境的情況下，就會(huì)出現(xiàn)彎曲變形，其主要的表現(xiàn)特征為在零件的中間部分會(huì)產(chǎn)生凸起，其形狀與草帽較為類(lèi)似。造成這種彎曲變形的主要原因是由于零件的內(nèi)應(yīng)力，因此，在對(duì)零件進(jìn)行熱處理時(shí)，一定要嚴(yán)格的控制溫度以及持續(xù)時(shí)間，以降低零件熱處理變形的出現(xiàn)。

1.3 彈力變形

在對(duì)零件毛坯進(jìn)行切削加工時(shí)，零件的表面會(huì)承受大量的切削力，而由于毛坯材料通常會(huì)具有彈性特性，所以就會(huì)發(fā)生彈力變形，一般零件加工人員都將這種變形稱(chēng)為讓刀。其中薄壁類(lèi)的零件由于具有很強(qiáng)的彈性，因此極易產(chǎn)生彈性性變。以下為比較常見(jiàn)的三種彈力變形：

（1）在一些機(jī)械零件中會(huì)存在薄壁以及懸臂等各種結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致零件不能進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，從而導(dǎo)致了不合理的裝卡，而且此類(lèi)零件本身的鋼性較低，最終導(dǎo)致了彈力變形。（2）在對(duì)零件毛坯進(jìn)行切削加工時(shí)，出現(xiàn)的讓刀現(xiàn)象導(dǎo)致的彈力變形。（3）還有一種情況是由于刀具造成的，在貼緊刀具的部分，其加工形狀較為完好，在其他部分就會(huì)出現(xiàn)程度不同的彈力變形。

1.4 塑性變形

與上述的幾種變形情況相比，機(jī)械加工造成的塑性變形是不可逆的永久性變形，因此要在切削加工中盡量的避免。對(duì)于一些精度要求較高的機(jī)械零件，如果處理了塑性變形就只能進(jìn)行報(bào)廢處理，對(duì)于精度要求較低的粗加工零件，可以通過(guò)壓力較正的方法減少塑性變形。

2 機(jī)械零件加工中變形問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施

2.1 使用專(zhuān)用工裝，減少裝夾變形

實(shí)際上，機(jī)械零件加工工作對(duì)于精度的要求是非常嚴(yán)格的，因此，使用專(zhuān)用固定設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行固定，可以有效的保證工件在加工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)位移，還可以減少工件裝夾造成的變形。此外，機(jī)械加工人員在開(kāi)機(jī)工作前，應(yīng)該做足準(zhǔn)備工作，全面檢查固定在機(jī)床設(shè)備上的零件，并與圖紙進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比，檢驗(yàn)對(duì)比工作的固定位置是否合理。

2.2 增加零件剛度，防治過(guò)大變形

很多的機(jī)械零件在進(jìn)行熱處理后，都會(huì)發(fā)生應(yīng)力收縮，造成零件變形。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以在切削加工前對(duì)工件進(jìn)行合理的熱處理，以提升工件的剛度。在經(jīng)過(guò)這種處理后，如果在切削加工后再次進(jìn)行熱處理，也不會(huì)產(chǎn)生明顯變形，從而提高機(jī)械零件加工精度。

3 機(jī)械零件加工變形問(wèn)題防治的注意事項(xiàng)

對(duì)于機(jī)械零件加工操作來(lái)說(shuō)，我們不僅要防治其加工階段的變形問(wèn)題，還需要通過(guò)加工操作獲取預(yù)期的零件成品，因此，在機(jī)械零件加工期間還需要注意以下幾方面的問(wèn)題：

（1）要確保機(jī)械零件CAD圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的合理性和精確性?，F(xiàn)階段，數(shù)控機(jī)床成為機(jī)械零件加工的主要手段之一，加工人員可以通過(guò)軟件模擬的形式，在計(jì)算機(jī)上檢驗(yàn)該加工設(shè)計(jì)的精確性和合理性，并利用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析功能，制定實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工動(dòng)作的有效策略，確保在不出現(xiàn)機(jī)械零件加工變形的前提下，提高機(jī)械零件的加工精度。（2）嚴(yán)格的過(guò)程控制。在進(jìn)行機(jī)械零件的加工制造時(shí)，重視機(jī)械零件的變形問(wèn)題，一定要采取準(zhǔn)確有效的加工方法，安排足夠的消除內(nèi)應(yīng)力的工序，減少機(jī)械零件的殘余應(yīng)力。相關(guān)操作人員在加工期間，務(wù)必要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)章制度，按部就班的完成各項(xiàng)準(zhǔn)備和檢查工作，做好加工準(zhǔn)備、操作管理和變形防控等各個(gè)流程步驟的控制，并將全過(guò)程控制理念引入到零件加工的各個(gè)環(huán)節(jié)中，實(shí)現(xiàn)變形問(wèn)題的徹底防控。（3）要分工完成。在機(jī)械零件的加工過(guò)程中，一定要將其加工工序分為精加工和粗加工兩個(gè)工序，而且為了保證機(jī)械零件內(nèi)部應(yīng)力的消除，必須要在兩道工序之間，將機(jī)械零件存放一段時(shí)間。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械加工是一項(xiàng)技術(shù)性較強(qiáng)的工作，對(duì)零件的加工尺寸和加工形狀均有著非常高的要求。為了保證零件加工的質(zhì)量，不僅要采取科學(xué)合理的應(yīng)對(duì)政策，還要對(duì)工人的技術(shù)水平有所要求。同時(shí)應(yīng)該制定有科學(xué)的管理制度，在加工開(kāi)始前一定要做好準(zhǔn)備工作，降低變形發(fā)生的可能性，從而提升工作效率，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，有效推動(dòng)我國(guó)機(jī)械化加工流水線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展。

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