淺析機(jī)械零件加工中的變形問(wèn)題及對(duì)策

喬榮來(lái)

摘 ?要：在工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)械零件的尺寸和規(guī)格都有著嚴(yán)格的要求，但在實(shí)際加工過(guò)程中機(jī)械零件經(jīng)常會(huì)因許多外界因素的影響產(chǎn)生不同程度的變形，對(duì)機(jī)械零件的質(zhì)量和設(shè)計(jì)預(yù)期精度造成一定的影響，甚至?xí)o企業(yè)和廠商帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)和廠商要想提高自身的競(jìng)爭(zhēng)能力，就必須對(duì)導(dǎo)致機(jī)械零件加工變形的因素加以分析，并找到相應(yīng)合理可行的對(duì)策，達(dá)到提高產(chǎn)品精度，保證零件質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：機(jī)械零件;加工;變形

中圖分類(lèi)號(hào)：TH161 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

在機(jī)械零件加工生產(chǎn)過(guò)程中，由于受到各種外界因素的影響，導(dǎo)致其不可避免地會(huì)發(fā)生一些變形，對(duì)后續(xù)工作的進(jìn)行造成一定的影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懙焦I(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量安全和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此如何能夠降低機(jī)械零件發(fā)生變形的概率，提升零件的質(zhì)量已引起相關(guān)技術(shù)工作人員的深思。機(jī)械零件的零件結(jié)構(gòu)、零件大小以及所處位置等都會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生不同程度的變形，基于此，該文介紹了機(jī)械零件變形的種類(lèi)，根據(jù)不同情況具體分析了加工中變形問(wèn)題的處理對(duì)策，并在最后探討了防止機(jī)械零件加工變形的注意事項(xiàng)。希望能夠通過(guò)該文的研究為機(jī)械零件加工提供一個(gè)優(yōu)質(zhì)的平臺(tái)，從而促進(jìn)我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)加工行業(yè)的不斷發(fā)展。

1 機(jī)械零件變形的種類(lèi)

1.1 內(nèi)力作用引起的變形

自進(jìn)行車(chē)床加工時(shí)，一般來(lái)說(shuō)都會(huì)使用車(chē)床的四爪卡盤(pán)將零件卡緊，在向心內(nèi)力的作用下對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行加工處理。為了保證零件在進(jìn)行加工過(guò)程中不發(fā)生松動(dòng)，一定要保證加工零件的切削力要小于車(chē)床加緊的力量，同時(shí)車(chē)床產(chǎn)生的加緊力也因切削力的變化而同向變化，只有保持雙重壓力平衡，機(jī)械零件加工才能順利完成。在松開(kāi)車(chē)床卡爪后，加工完后機(jī)械零件的幾何形狀與在機(jī)床上加工時(shí)的已完全不同，在這種大偏差情況下，機(jī)械零件會(huì)發(fā)生變形甚至?xí)尸F(xiàn)出橢圓形。當(dāng)然，這種情況造成的形變多數(shù)是可以預(yù)防和避免的，只要將機(jī)械零件進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚砭涂梢杂行У鼐徑?、消除?/p>

但是當(dāng)這種內(nèi)力作用產(chǎn)生的變形在進(jìn)行熱處理消除后，又會(huì)產(chǎn)生新的問(wèn)題：機(jī)械零件進(jìn)行精加工時(shí)零件夾裝方式與粗加工是相同的，因此精加工要更加注意對(duì)零件加工形變的控制，尤其在削磨加工時(shí)，更要控制好機(jī)械零件變形的程度。

最后在后續(xù)加工過(guò)程中，例如精鏜內(nèi)孔加工階段，由于它是在削磨基礎(chǔ)上進(jìn)行的，必然會(huì)導(dǎo)致精鏜內(nèi)孔不夠精確，使加工出的零件不能滿足設(shè)計(jì)圖紙和工業(yè)生產(chǎn)要求，因此，針對(duì)這一情況應(yīng)該研究出新的裝夾方式，使機(jī)械零件在裝夾時(shí)避免承受對(duì)徑向力。例如，可以針對(duì)每道加工程序設(shè)置出專(zhuān)門(mén)的夾具，有效地緩解裝夾引起的機(jī)械零件變形。

1.2 外力作用引起的變形

在對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行削切時(shí)，零件表面會(huì)受到較大的削切作用力影響，由于機(jī)械材料本身是具有彈性的，因此在削切力的作用下會(huì)發(fā)生一定的彈性形變，這種彈性形變我們通常稱為“讓刀”，薄壁零件是最容易受到外力產(chǎn)生這種彈性形變的產(chǎn)品。通常來(lái)說(shuō)，這種外力作用下的彈性形變主要包括以下3種：第一，如果機(jī)械零件中含有薄壁或者懸臂，零件難以準(zhǔn)確完整的進(jìn)行定位，極易造成零件裝夾不合理，加上零件自身的強(qiáng)度有所欠缺，就會(huì)出現(xiàn)機(jī)械變形的情況。第二，在對(duì)零件切割時(shí)，產(chǎn)生的切割力所致。第三，切削設(shè)備對(duì)零件產(chǎn)生的影響，即零件一側(cè)切割的形狀較為完好，但是另一側(cè)發(fā)生了一定程度的變形現(xiàn)象。

1.3 熱處理及加工引起的變形

當(dāng)機(jī)械零件較薄或者機(jī)械零件的長(zhǎng)徑比較小時(shí)，對(duì)零件進(jìn)行加工后或者對(duì)其進(jìn)行熱處理過(guò)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的放置，零件本身就會(huì)發(fā)生彎曲現(xiàn)象。例如零件的中間會(huì)出現(xiàn)凸出的一部分，從外形上看猶如一頂草帽，因此可以稱為草帽型彎曲，發(fā)生草帽型彎曲的零件與規(guī)定要求相比，其平面相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)偏大一些。對(duì)于長(zhǎng)徑比較大的零件來(lái)說(shuō)，它們進(jìn)行熱處理并放置一段時(shí)間之后，會(huì)發(fā)生彎曲，其直線度經(jīng)檢測(cè)可知比以前偏大。以上這些情況的出現(xiàn)，都是由于零件本身內(nèi)部存在一定的內(nèi)應(yīng)力所致，當(dāng)零件內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力分布處于平衡狀態(tài)時(shí)，機(jī)械零件的形狀也保持一種穩(wěn)定的狀態(tài);但當(dāng)對(duì)零件進(jìn)行熱處理，引起了機(jī)械零件內(nèi)部的一系列變化，進(jìn)而導(dǎo)致零件外形也產(chǎn)生了變化。

2 機(jī)械零件加工中變形的處理對(duì)策

通過(guò)上文的分析我們可知，造成機(jī)械零件加工過(guò)程中發(fā)生形變的原因多種多樣，因此進(jìn)行問(wèn)題解決和防治時(shí)也應(yīng)該采取不同的措施?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，主要可以分為以下幾種。

2.1 選用專(zhuān)用工裝

機(jī)械零件的加工處理是一件相對(duì)較為精細(xì)的工作，它對(duì)加工生產(chǎn)細(xì)節(jié)的要求較高，甚至加工過(guò)程中存在的一些細(xì)小的誤差都會(huì)對(duì)機(jī)械零件甚至整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生影響，因此加工機(jī)械零件時(shí)選用專(zhuān)用的工裝是十分重要也是十分必要的。另外操作人員在對(duì)零件加工操作前，應(yīng)該充分做好準(zhǔn)備工作，將外界因素對(duì)零件加工造成的影響降到最低。例如在加工機(jī)械零件前，操作人員應(yīng)該對(duì)車(chē)床上的零件進(jìn)行認(rèn)真檢查，接著與設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行認(rèn)真核對(duì)，準(zhǔn)確掌握零件需要安裝的位置，這樣才能夠更精確地設(shè)置零件裝夾的位置，減少零件在加工時(shí)產(chǎn)生形變的可能性。

2.2 增強(qiáng)機(jī)械零件剛度

一般情況下，機(jī)械零件在經(jīng)過(guò)熱處理后，其本身的剛度會(huì)有所減小，使零件容易產(chǎn)生形變。因此為了減小熱處理后引起的熱力變形，應(yīng)該在進(jìn)行熱處理之前對(duì)零件進(jìn)行限熱處理，適當(dāng)增加機(jī)械零件的剛度。機(jī)械零件的剛度增加了，其在裝夾工程中的變形便會(huì)自然減小。

2.3 提升機(jī)械零件設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性

精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)圖紙是保證機(jī)械零件質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提，因此機(jī)械零件設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，能夠大大提升機(jī)械零件加工的精確度。現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，機(jī)械加工過(guò)程中涌現(xiàn)出了多種多樣的高新技術(shù)設(shè)備，數(shù)控機(jī)床也已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。因此操作人員可以利用先進(jìn)的生產(chǎn)加工設(shè)備，依靠日益完善的電子信息技術(shù)，先建立其加工模型 ，然后在模型上進(jìn)行模擬加工，從而判定設(shè)計(jì)圖紙的合理性，并根據(jù)合理的圖紙進(jìn)行加工生產(chǎn)，有效降低零件變形的可能性，提升機(jī)械零件的精度。

2.4 嚴(yán)格管理加工流程

如果在零件加工過(guò)程中，能夠重視每一過(guò)程的加工質(zhì)量，就會(huì)大大提升后續(xù)的加工能效。因此為了保證機(jī)械零件的加工質(zhì)量，應(yīng)該科學(xué)選擇加工工藝并嚴(yán)格管理機(jī)械加工流程。另外，加工工作人員也應(yīng)該不斷進(jìn)行業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，加強(qiáng)自身的技術(shù)能力，針對(duì)加工中的每一道工序都應(yīng)該嚴(yán)格遵守操作規(guī)范，從根本上防止機(jī)械零件產(chǎn)生加工形變，提升零件的整體質(zhì)量。

2.5 降低機(jī)械零件加工溫度

上文已經(jīng)闡述，機(jī)械加工過(guò)程中溫度的升高以及切割刀片與零件之間熱量的增加，都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零件發(fā)生不同程度的形變。針對(duì)這一情況，可以適量使用切削液，減少切削過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦，進(jìn)而降低機(jī)械零件與切割設(shè)備之間的熱量，降低因溫度升高零件發(fā)生形變的概率。

3 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，機(jī)械零件加工是一項(xiàng)對(duì)技術(shù)含量要求較高的工作，加工過(guò)程中任何一個(gè)失誤都可能導(dǎo)致零件發(fā)生變形，因此操作人員應(yīng)該嚴(yán)格遵守加工規(guī)范和加工流程，并就產(chǎn)生變形的原因進(jìn)行對(duì)癥處理，從根本上提升機(jī)械零件的加工質(zhì)量。

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