淺析工件加工后變形的原因及預防措施

摘 要：隨著現代化工業技術的提高，產生對高精度的工件需求逐漸增加。在生產工作活動中，經常遇到工件經過加工后產生一定的形變，導致不能很好匹配預先設計的配對零件。從而產生一定程度的生產加工成本浪費，甚至引發一系列工程故障和事故。然而，如何提高工件的加工精度和減少誤差，是提高工件質量的重要保證。

關鍵詞：工件 變形 質量

中圖分類號：TH161.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（a）-00-01

在工件生產中，往往會發生許多不可預期的因素導致工件變形。由于這些因素的普遍存在，避免工件變形現象的具有一定的實施難度。該文就一些典型的工作和具體的工件變形類型進行分析，通過加強加工中的操作過程的規范，提高員工對工件變形防范的意識，從而實現工件誤差的減少，保證工件的加工質量。

1 工件變形的原因

1.1 切削力和切削熱帶來的影響

在工件生產和加工中，對其進行薄壁等徑向切削的環節是必不可少的。當切削過程中，工件形狀過長，切削處于受力點存在一定距離，容易產生一定程度的工件振動和變形。同時，在對工件的薄壁加工中，會導致工件發熱，產生形變，影響車床對工件精度和硬度的控制，導致工件部分位置的表面粗糙度有所增加。另外，在對一些膨脹系數較大的工件加工中，出現的熱切削會更加顯著地影響著工件的切削精度，問題嚴重時還會出現工件卡死現象，從而導致工件加工的失敗。

1.2 加工應力不平衡

工件在加工中，需要通過一些特點的設備對其固定性進行加固，方便加工工作的進行。但是對于工件加工中，加工夾緊應力處理不夠科學的情況下，將會出現另一種影響工件公差的重要因素。如在對半圓鑄件等工件的加工成，由于加工前后所受到的應力大小和受力點分布的不同，產生對工件內外表層的應力和拉應力之間的不相協調。再到工件進入合缸階段后，內層表面的應力大大減弱甚至消失，產生的外表面應力遠遠大于內層應力，最終導致工件內部產生出一定的變形來平衡內外應力的差距。因此在加工中，內外加工應力的不均等因素將會給工件變形帶來一定的影響。

1.3 工件夾緊力度的影響

夾緊操作在工件加工中是必不可少的環節。往往在夾緊力的作用下，工作容易產生不規則的變形，從而改變其原來的受力表面受力點的分布情況。在采用夾緊力的操作中，放夾緊裝置對工件進行直接的接觸時，就會對工件的本身產生一定的受力點。在此后的工件加工中，由于切削刀具對工件的切削位置和角度的不同，都會導致前角或者后角的切削角度不同。同時，加工中不同的切削刀具有不同程度的磨損和摩擦，使得工件的受力力道不同，產生工件在夾緊裝置中的不規則受力，造成工件變形和切削位置位移的結果。

2 預防工件加工后變形的措施

影響工件加工后變形的因素有很多，其中一些因素是普遍存在的，難以避免的。同時，另外一些影響因素是可以被注意和克服的。經過上述對工件變形的原因分析后，可以得出以下幾種的預防措施。

2.1 工件加工前后采取特殊的處理工序

工件在其加工中、前后采取有針對性的處理工序能夠很好地起到預防其在加工過程中受到不均等的應力受力和熱切削力影響。為工件在加工中引起誤差的因素起到積極的防御作用。如在對薄壁工件加工前，進行一定程度的退火或者正火處理，有助于工件提高自身的柔韌度，避免在切削過程中都到振動而產生形變，從而降低外界對其工件內部產生切削力，減少了切削后工件精度受損的誤差。另外，采取對工件的冷卻潤滑處理，可以有效的改善在加工中收到不同程度的磨損和增加車床在對工件加工中的加工精度，很好的保證了工件加工后的產品質量。在對工件進行高速加工的時候，一般采用的是高速性能的鋼刀具進行加工。在這個過程中，適當的引入水溶液進行改善工件和刀具之間的發熱情況，避免工件在加工中出現的熱變形和刀具的斷裂。還有針對一些數控機床的低速精加工中，選擇性能較好的潤滑油或切削油，能大大提高工件表面的乳化度和粗糙度，同時還起到了保護刀具的作用。

2.2 合理選擇加工刀具和裝夾方式

加工工具的選擇無論是在改善加工工序上還是對加工工件損傷程度都有明顯改善。其中，主要的明顯表現作用于對需要在薄壁進行加工的零件上。在對這類零件的加工中，由于采用不同的加工工具，會出現不同的切削形變。在切削的過程中，工具在和被加工件的接觸面積過大，摩擦強度較強，產生的切削發熱情況在所難免。當刀具自身的散熱情況不佳時，往往會出現刀具在加工中產生一定位置，造成磨損加劇。另外，在對加工工件的裝夾也是一門極其重要的技術。選擇合理的裝夾工具和方式可以有效的減少夾緊工具對加工工具變形的影響。如在夾緊工具中安裝施工塞和橡膠工圈能夠起到輔助支撐工件表面的作用；在對工件夾緊時，盡可能的采取均勻夾緊方式，避免局部夾緊時對產生一定夾緊強度，增加不必要的受力

變形。

2.3 采用科學的加工方式

選擇科學的加工方式，是保證工件加工持續健康發展的重要技術支持。其中關于科學的工件加工方式包括對加工工件的對象進行分析，確定加工對象加工的精度等級，從而選擇合適的加工方式。即對走刀和吃刀需求量大的工件，采取粗加工的方式，通過這種方式可以大大減少工件的變形，在保證工件的加工強度的同時也降低了其受到其他異常受力的影響。在對精細加工的工件要求中，不能采取很大的夾緊力，這樣工件在加工中的變形量也會相對縮小。另外，在對這兩者精粗加工的方式采取不同工藝的熱處理。前者受到的切削壓力較大，在完成粗加工后往往需要對工件進行自然冷卻，減少粗加工中產生的熱變形。

3 結語

工件加工變形將對其進入使用領域的安全產生一定的威脅和安全隱患。因此如何有效避免工件在加工中受到的破壞性變形，是工件質量保證的重要基礎。該文通過對工件加工后變形的原因進行深入分析，從而提出上述幾點預防措施，為今后從事該行業的廣大工作者提供理論上參考意見。

參考文獻

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