機(jī)械加工中工件變形的原因及預(yù)防措施探討

陶永亮

摘 要：隨著自動(dòng)化和智能化技術(shù)的發(fā)展，在機(jī)械的加工和制造過程中，大部分加工作業(yè)都由自動(dòng)控制系統(tǒng)完成，由此可以減少大量的勞動(dòng)力，提高產(chǎn)量和工作效益。但是在實(shí)際的工作中，受到不同因素的影響，使得其產(chǎn)生變形，繼而影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量，所以針對(duì)出現(xiàn)的工藝環(huán)節(jié)和部位，進(jìn)行技術(shù)改造確保機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的正常。本文將分析機(jī)械加工中工件變形的原因，并且提供對(duì)應(yīng)的預(yù)防措施，繼而保證產(chǎn)品加工的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;工件變形;具體原因;預(yù)防措施

引言：

在機(jī)械加工過程中，容易出現(xiàn)產(chǎn)品的變形問題，繼而影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因而要針對(duì)這種情況，進(jìn)行不斷總結(jié)和完善，尤其是相關(guān)的工藝和自動(dòng)化技術(shù)等運(yùn)用，要根據(jù)不同工藝的實(shí)施要求和規(guī)范進(jìn)行，在進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，要確保其合理、科學(xué)性，并且在設(shè)計(jì)好后，要采用檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)，保證設(shè)計(jì)的正確性。在具體的機(jī)械加工時(shí)，要規(guī)范員工的作業(yè)行為，還有在設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的電流和擴(kuò)拉力，要進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，確保運(yùn)行的正常和穩(wěn)定，

1.機(jī)械加工中工件變形的原因分析

1.1工件的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)問題

工件的變形與其材質(zhì)有著最直接的關(guān)系，比如產(chǎn)品的形狀、規(guī)格、厚度以及強(qiáng)度等，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以結(jié)合這些具體的數(shù)據(jù)，進(jìn)行優(yōu)化，特別是在一些較大規(guī)格的工件，要確保其結(jié)構(gòu)的合理性，對(duì)其硬度和疏松等進(jìn)行檢測(cè)，如果其中截面和圓角等設(shè)置不合理，就會(huì)造成在加工過程中，應(yīng)力的過度集中，繼而導(dǎo)致產(chǎn)品的損壞和變形[1]。

1.2工件裝夾造成的變形

在進(jìn)行裝夾操作過程中，作業(yè)人員對(duì)于定位面和夾緊點(diǎn)的方式不對(duì)造成變形現(xiàn)象，繼而影響其質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使得工件報(bào)廢，還有當(dāng)夾緊力超過可承受的拉力時(shí)，會(huì)造成還未加工就出現(xiàn)變形等問題。

1.3加工摩擦作用

在進(jìn)行加工時(shí)，刀具和切削的表面產(chǎn)生較大的摩擦力，還會(huì)產(chǎn)生巨大的熱能量，直接傳給工件的表面，受溫度不均勻，造成突出，繼而產(chǎn)生變形，還有各個(gè)工件間的摩擦，引起工件內(nèi)部的金屬特性流動(dòng)。

1.4內(nèi)應(yīng)力影響

在加工前，相關(guān)的工件里面處于一個(gè)較為平衡的狀態(tài)，但是在進(jìn)行加工時(shí)，有關(guān)外力的作用，導(dǎo)致在內(nèi)部產(chǎn)生不平衡應(yīng)力，從而使得產(chǎn)生變形問題。

1.5熱處理變形

一些部件需要在加工時(shí)經(jīng)過熱處理，因而會(huì)由于材質(zhì)和溫度的原因，導(dǎo)致產(chǎn)生變形。

2.工件變形的預(yù)防措施

2.1選擇合適的材料

要根據(jù)實(shí)際的工件特點(diǎn)和運(yùn)用部位，對(duì)于一些受力較大，而且容易產(chǎn)生變形的工件，可以選擇不同的合金鋼材料，他們具有很好的強(qiáng)度和抗變性能。還有在設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合具體的加工和制造工藝流程，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改造和組合設(shè)計(jì)，可以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性性，此外對(duì)于一些大型的工件要等到內(nèi)部應(yīng)力消散時(shí)，才可以進(jìn)行加工處理。

2.2選擇合適的裝夾方式

主要是根據(jù)工件的具體情況，如果有不同方向的夾緊力作用時(shí)，確定夾緊的先后順序，其中的工件與支撐接觸應(yīng)該先進(jìn)行，但是要防止力度過大，而平衡方向的夾緊，可以放于后面進(jìn)行。然后增大工件與夾具的接觸面，或者使用軸向加緊力，來增強(qiáng)零部件的強(qiáng)度，可以有效防止變形問題的出現(xiàn)，還有比如在銑削加工時(shí)，對(duì)于一些較薄的工件，可以多使用彈性夾板，在車削內(nèi)測(cè)和外圍，可以運(yùn)用開口過渡設(shè)施和彈性軸心來進(jìn)行，可以有效提高承載力，抵抗變形問題。而軸向夾緊，將特殊的夾具裝置在工件的表面，可以緩解強(qiáng)度差造成的變形問題[2]。

2.3減少切削力大小

切削力的控制，可以緩解工件的變形問題，所以在進(jìn)行加工時(shí)，要選擇合適的刀具，并且在其充分的冷卻下，控制好切削量，可以有效減小力量，但是相關(guān)的刀具要保持鋒利和耐磨性，其結(jié)構(gòu)設(shè)置要與刃磨角度相同，防止讓刀現(xiàn)象造成變形。還有對(duì)其冷卻時(shí)，可以降低熱能的傳遞，提高其質(zhì)量。更重要的是在進(jìn)行加工時(shí)，對(duì)其切削力的大小，要進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，比如在進(jìn)行粗制的切削時(shí)，可以加大力度，而在精細(xì)化作業(yè)時(shí)要減小，為了盡快將切削中產(chǎn)生的熱量排出，可以運(yùn)用高速切削處理，可以迅速的完成切削，還能帶走產(chǎn)生的熱量。

2.4減小內(nèi)應(yīng)力

加工時(shí)，金屬表面會(huì)受到擠壓以及摩擦力等作用，內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力，因而為了減少應(yīng)力的作用和影響，可以采用對(duì)稱加工的方式進(jìn)行，從而使得與產(chǎn)生的應(yīng)力相抵消，尤其是一些關(guān)鍵部位的加工，先進(jìn)行粗加工，等到內(nèi)部的應(yīng)力消失后，再進(jìn)行精細(xì)加工。還有一些結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的工件，運(yùn)用反變形進(jìn)行工件的毛坯制造，使得變形量與工件變形方向相反，同時(shí)將影響變形的因素結(jié)合起來，等到金屬加工好后，就會(huì)大幅度的降低變形問題。消除內(nèi)應(yīng)力的具體方式有加強(qiáng)對(duì)有關(guān)零部件的高溫處理，然后利用振動(dòng)和自然因素的影響，來促使其恢復(fù)和降低變形，如果內(nèi)部還存在著部分應(yīng)力，應(yīng)該對(duì)工件的內(nèi)部進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行熱處理，依據(jù)對(duì)應(yīng)的工藝要求進(jìn)行[3]。

2.5熱處理

依據(jù)不同的工件材質(zhì)，運(yùn)用不同的加熱溫度和時(shí)間的控制，將要校正的零部件重疊放置在一起，然后運(yùn)用工裝處理壓緊為平直，再放到加熱爐中，使得其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)定，因而工件的剛度會(huì)有所提升，可以降低硬化現(xiàn)象。

2.6人工校正

當(dāng)進(jìn)行加工時(shí)，工件產(chǎn)生較為嚴(yán)重的變形問題，就要采用人工的方式進(jìn)行校正，減少變形量。在變形的敏感區(qū)域內(nèi)，可以采用施加反向從下到上的壓力，并且保持一段時(shí)間，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，當(dāng)力量較大時(shí)會(huì)產(chǎn)生斷裂問題。還有在其變形外部進(jìn)行敲擊處理，利用外力的作用，使得其發(fā)生變化和延長(zhǎng)，繼而達(dá)到降低變形的目的，但是會(huì)影響工件的質(zhì)量，要控制好對(duì)應(yīng)的力度。

2.7其他措施

當(dāng)對(duì)加工的產(chǎn)品中的應(yīng)力不及時(shí)采取措施控制，就會(huì)使得產(chǎn)生的嚴(yán)重質(zhì)量問題，但是如果運(yùn)用強(qiáng)制性手段進(jìn)行，比如專用夾具和振動(dòng)時(shí)效等措施，會(huì)降低變形量，利用振動(dòng)時(shí)效去除殘留的應(yīng)力，提高運(yùn)行的效益和質(zhì)量，主要是用于較大的工件加工處理中。比如在航空行業(yè)中，有關(guān)零部件較薄，而且在加工時(shí)容易出現(xiàn)變形問題，當(dāng)其規(guī)格和壁厚的數(shù)值差異不超過五十時(shí)，就可以自動(dòng)進(jìn)入模態(tài)寬頻處理狀態(tài)中，可以對(duì)其中的殘留應(yīng)力，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的模仿和監(jiān)測(cè)，并且與相關(guān)的工裝夾具設(shè)計(jì)相一致，解決使用中的變形和裂紋等問題[4]。

3.結(jié)束語

綜上所述，在機(jī)械加工時(shí)，容易出現(xiàn)變形問題，繼而影響產(chǎn)品的質(zhì)量，雖然自動(dòng)化和智能化技術(shù)的發(fā)展，使得其代替原有的人工作業(yè)，但是通過分析得知，當(dāng)設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)以及作業(yè)不規(guī)范時(shí)，都會(huì)引起變形問題，針對(duì)這些問題，提供對(duì)應(yīng)的措施處理，可以在一定的范圍內(nèi)減少變形問題，但是如果想從根本上去解決變形，就要不斷研究相關(guān)的技術(shù)，進(jìn)行改造和優(yōu)化，從而提高加工產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]董早生，張程，季業(yè)益.機(jī)械加工中工件變形的原因及預(yù)防措施探討[J].科技風(fēng)，2020，No.416（12）：176-176.

[2]黃亮.機(jī)械加工中工件變形的原因及預(yù)防措施探討[J].中外企業(yè)家，2019，No.654（28）：212-212.

[3]劉紅梅.機(jī)械加工中工件變形的原因及預(yù)防措施研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019，000（006）：106-107.

[4]董晶.機(jī)械加工中工件變形的原因及預(yù)防措施探微[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019，No.281（03）：31-31.

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