機(jī)械零件加工中的變形與對(duì)策探討

孫潤(rùn)麒 路彬

摘要：世界經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展飛快，為了滿足現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求，傳統(tǒng)的手工流水生產(chǎn)線已經(jīng)被機(jī)械化流水線所代替。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

1機(jī)械零件加工中導(dǎo)致變形的因素

1.1內(nèi)力作用影響了加工精度

在進(jìn)行車床加工時(shí)，通常情況下，都會(huì)用車床的四爪卡盤，將零件卡緊，利用其向心內(nèi)力的作用，對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行加工。同時(shí)，機(jī)械零件要加工的過(guò)程，也會(huì)受內(nèi)徑向力作用。所以，為了確保機(jī)械零件不松動(dòng)，在對(duì)其加工過(guò)程中，務(wù)必要保證機(jī)械的切削力小于其夾緊力。當(dāng)切削力減小時(shí)，其夾緊力也減小，同時(shí)，若是切削力增大，則夾緊力也需要相應(yīng)地增加，這樣，才能保持機(jī)械零件加工的受力穩(wěn)定。但是，在卡爪松開(kāi)之后，加工出來(lái)的機(jī)械零件，其幾何形狀與在機(jī)床上加工時(shí)的形狀已經(jīng)完全不同，而且偏差較大，通常情況下，會(huì)呈現(xiàn)多邊形，甚至呈橢圓形。

1.2熱處理后及加工后的變形

在加工一些薄皮類的機(jī)械零件時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)零件中間凸起而周邊平整的現(xiàn)象，由于薄皮形似草帽，稱之為草帽型彎曲。這種零件變形的出現(xiàn)是因?yàn)椋涸跓崽幚硗瓿芍?，零件因?yàn)樽陨頊囟冉档投霈F(xiàn)冷縮，靠近薄片中心的區(qū)域由于受到的拉力更大，因此會(huì)出現(xiàn)不同程度的凸起。薄片四周因?yàn)槭芰^小，所以不會(huì)出現(xiàn)明顯的形變。熱處理及加工后的機(jī)械零件變形程度與薄片厚度、薄片尺寸以及薄皮的材質(zhì)都有關(guān)系，在進(jìn)行變形處理時(shí)，也應(yīng)當(dāng)綜合考慮上述因素，采取科學(xué)合理的解決措施。

1.3外力作用下引起的彈性變形

首先，在利用機(jī)床進(jìn)行零件切削時(shí)，零件會(huì)因?yàn)榈毒吒咚偾邢鳟a(chǎn)生大量的熱，這些熱量不能及時(shí)的散發(fā)出去，從而使零件出現(xiàn)不同程度的形變，這種因切削產(chǎn)生的零件變形俗稱“讓刀”。其次，機(jī)械零件的加工往往要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙來(lái)進(jìn)行，但是由于零件內(nèi)部構(gòu)造中含有薄片和懸臂，因此在前期進(jìn)行零件定位和裝夾時(shí)，很有可能出現(xiàn)較大的誤差，導(dǎo)致后期零件加工與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)之間不能一一對(duì)應(yīng)，從而引發(fā)零件的彈性變形。再次，在進(jìn)行機(jī)械零件固定時(shí)，由于車床或夾具不平整，導(dǎo)致零件兩側(cè)的受力程度不一致，在進(jìn)行切削加工時(shí)，受力小的一側(cè)可能在切削作用下出現(xiàn)位移，從而導(dǎo)致零件變形問(wèn)題。

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處理機(jī)械零件加工變形問(wèn)題的有效策略

2.1進(jìn)一步強(qiáng)化專用工裝的使用

雖然機(jī)械零件加工流程中導(dǎo)致引起變形問(wèn)題的主導(dǎo)因素具有一定的多樣性特點(diǎn)，但是采取積極有效的措施避免該類問(wèn)題的發(fā)生也相對(duì)可行，這就需要具體問(wèn)題具體分析，減少加工誤差值，避免變形問(wèn)題的發(fā)生。從本質(zhì)上來(lái)看，機(jī)械零件加工過(guò)程中精度控制十分必要及關(guān)鍵，對(duì)專用工裝進(jìn)行選擇利用，就能將外界因素的影響作用科學(xué)降低，零件也就能處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行加工。

2.2強(qiáng)化零件硬度及剛度

熱脹冷縮是物體的一種基本性質(zhì)，在物理反應(yīng)中十分常見(jiàn)，機(jī)械零件加工也是如此，當(dāng)完成對(duì)零件的熱處理后，拉力等關(guān)聯(lián)因素的應(yīng)變值就會(huì)呈現(xiàn)大范圍拓展趨勢(shì)，一旦出現(xiàn)應(yīng)力收縮問(wèn)題，零件形狀就會(huì)發(fā)生改變，在解決該類問(wèn)題時(shí)，需要將操作時(shí)間控制在零件正式加工的前期階段，通過(guò)對(duì)熱處理滲透程度進(jìn)行限制，就能有效提高零件硬度，促使其剛度達(dá)到最佳標(biāo)準(zhǔn)，以此為依托，在后續(xù)進(jìn)行零件熱加工時(shí)，變形拓展范圍也能得到有效控制，這對(duì)于提高機(jī)械零件的加工精度來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

3機(jī)械零件加工變形問(wèn)題的防治對(duì)策

3.1提升機(jī)械零件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性

任何項(xiàng)目的高效開(kāi)展都需要有圖紙做依托，在機(jī)械零件加工領(lǐng)域更是如此，這對(duì)于提高零件加工精度來(lái)說(shuō)意義重大。從當(dāng)前形勢(shì)來(lái)看，機(jī)械零件加工大多依托數(shù)控機(jī)床，在其加工結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化調(diào)整的過(guò)程中，工作人員可以借助軟件模擬的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，通過(guò)計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代信息技術(shù)，對(duì)加工設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度進(jìn)行合理判斷，而后計(jì)算機(jī)就能根據(jù)有效數(shù)據(jù)，在整合及分析的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)械加工的整體流程及操作路徑做出系統(tǒng)規(guī)劃，在減少加工變形問(wèn)題發(fā)生頻率的同時(shí)，進(jìn)一步提升零件加工精度。

3.2對(duì)加工流程進(jìn)行科學(xué)管控

機(jī)械零件在實(shí)際加工過(guò)程中普遍處于性能弱化的可控階段，如果忽略各類主導(dǎo)性影響因素，后續(xù)加工能效就會(huì)不斷下降，這對(duì)于機(jī)械加工精度的控制來(lái)說(shuō)也會(huì)帶來(lái)消極影響，因此，在加工階段應(yīng)當(dāng)對(duì)機(jī)械變形問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)考量，以加工要求為切入點(diǎn)，對(duì)加工手段及工藝進(jìn)行科學(xué)選擇，尤其是對(duì)內(nèi)部應(yīng)力的控制，更應(yīng)當(dāng)作出最優(yōu)衡量及處理，采取積極有效的措施減少應(yīng)力值，促使零件內(nèi)部始終保持穩(wěn)定狀態(tài)。在工作人員對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照規(guī)章制度進(jìn)行規(guī)范性操作，根據(jù)實(shí)際推進(jìn)流程做好前期準(zhǔn)備工作，進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)各個(gè)操作流程的質(zhì)量控制，促使零件加工更加具有指向性，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械零件加工變形問(wèn)題的科學(xué)防控。

3.3對(duì)機(jī)械加工進(jìn)行工序劃分

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。同時(shí)，還要保證機(jī)械加工過(guò)程中工藝的基準(zhǔn)性，這樣既可以保證日后便于修理，又有效地避免和減少由于加工過(guò)程中基準(zhǔn)不一而造成的誤差，從而確保了機(jī)械零件的加工精度。

4結(jié)束語(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。

參考文獻(xiàn)：

[1]周莉.機(jī)械零件加工中的變形與對(duì)策探討.中國(guó)設(shè)備工程，2017.24.108-109.

[2]李楊.機(jī)械零件加工中的變形與對(duì)策研究.現(xiàn)代鹽化工，2017，44.03.31-32.

[3]董哲.機(jī)械零件加工中的變形與對(duì)策初探.現(xiàn)代鹽化工，2016，43.05.15-16.

（作者單位：航空工業(yè)哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司）