機(jī)械零部件加工變形原因分析及應(yīng)對措施

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生產(chǎn)加工在我國所占據(jù)的比重越來越大。機(jī)械加工是我國工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)也是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，做好機(jī)械零部件的生產(chǎn)加工，確保加工質(zhì)量是提高我國制造業(yè)水平的重要方式與途徑。文章在分析造成機(jī)械零部件生產(chǎn)加工過程中變形原因的基礎(chǔ)上對如何控制好機(jī)械零部件加工的變形量以及提高機(jī)械零部件的加工質(zhì)量的措施進(jìn)行了分析闡述。

關(guān)鍵詞：機(jī)械零部件；加工質(zhì)量；加工變形；控制

前言

機(jī)械零部件加工質(zhì)量是影響設(shè)備制造質(zhì)量的重要因素。在零部件的加工過程中影響機(jī)械零部件加工質(zhì)量的因素眾多，不論是機(jī)械零部件加工時的切削力還是切削過程中所產(chǎn)生的切削熱等都會對機(jī)械零部件的加工變形產(chǎn)生一定的影響，做好機(jī)械零部件加工過程中各影響因素的分析并在此基礎(chǔ)上對各種影響因素所造成的變形量進(jìn)行分析討論，通過對加工工藝改進(jìn)或是其他方面的舉措來控制機(jī)械零部件機(jī)械加工過程中的變形量，提高機(jī)械零部件的加工精度。

1 機(jī)械零部件加工過程中變形

機(jī)械零部件加工制造過程中的變形簡單來說就是機(jī)械零部件在機(jī)械加工的過程中其形狀變化不受控制的改變，簡單來說，我們所說的機(jī)械零部件的變形指的是機(jī)械零部件的形狀、尺寸以及位置等要素所發(fā)生的改變，在機(jī)械零部件的加工過程中，其變形是無法避免的，為了減小機(jī)械零部件的變形量，需要在機(jī)械零部件的加工前對加工設(shè)備的磨損情況、刀具的磨損情況以及工裝夾具、刀具的選用是否合理等進(jìn)行確定，并選用合理的機(jī)械零部件的加工工藝，將機(jī)械零部件變形量對加工精度的影響降到最低。

2 造成機(jī)械零部件加工變形的原因分析

2.1 機(jī)械零部件加工時的內(nèi)力作用的影響

在進(jìn)行機(jī)械零部件的車削加工時，使用四爪卡盤來對機(jī)械零部件進(jìn)行裝夾定位，并利用其向心內(nèi)力的作用來完成對于機(jī)械零部件的加工，四爪卡盤向機(jī)械零部件施加一個內(nèi)徑向力。在機(jī)械零部件的裝夾時，要使得卡盤的裝夾力與機(jī)械零部件的車削加工力相匹配，當(dāng)吃刀量較深時容易對機(jī)械零部件產(chǎn)生較大的車削力，為了避免機(jī)械零部件松動而影響機(jī)械加工需要對機(jī)械零部件施加較大的夾緊力，反之亦然。但是在完成了機(jī)械零部件的加工并松開了卡爪后，完成加工的機(jī)械零部件其幾何形狀與尺寸與在機(jī)床上進(jìn)行加工時的形狀已經(jīng)產(chǎn)生了一定的偏差，而且此偏差的數(shù)值較大，一般情況下，完成加工后送卡卡爪的機(jī)械零部件會呈現(xiàn)出多邊形甚至于橢圓形的形狀，嚴(yán)重影響了機(jī)械零部件的加工精度。究其原因，造成這一裝夾變形的原因是多方面的，需要在對機(jī)械零部件進(jìn)行裝夾過程中采取一定的措施來降低裝夾形變的產(chǎn)生。為避免裝夾對機(jī)械零部件所造成的影響，可以采用對機(jī)械零部件進(jìn)行熱處理的方式來消除此類變形所造成的精度誤差。

此外，在對機(jī)械零部件進(jìn)行車削加工的過程中，精加工與粗加工時的機(jī)械零部件的裝夾方式相同，對于車削加工精車時的機(jī)械零部件的加工變形的控制需要保留到磨削加工時來進(jìn)行處理。在對機(jī)械零部件進(jìn)行磨削加工時，其尺寸基準(zhǔn)主要是基于精車后變形后的基準(zhǔn)面的基礎(chǔ)上來進(jìn)行車削精度控制的，在這一機(jī)械零部件車削加工的過程中會產(chǎn)生新的機(jī)械零部件的變形，這些變形的累加會造成機(jī)械加工精度的誤差逐漸增大。在機(jī)械零部件加工的過程中任何一道環(huán)節(jié)產(chǎn)生偏差都會對后續(xù)的加工產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，比如說：在機(jī)械零部件加工時，完成了對于其的車削后所產(chǎn)生的偏差將會累積到下一道工序中。或是在鏜內(nèi)孔環(huán)節(jié)，精加工時會產(chǎn)生一定的偏差，這是由于鏜內(nèi)孔時是在磨削的基準(zhǔn)面上進(jìn)行加工定位的，基準(zhǔn)面的變化必然會導(dǎo)致精鏜內(nèi)孔的精度出現(xiàn)一定的偏差。因此，在機(jī)械零部件加工的加工過程中如果采用此種方法得到的機(jī)械零部件其幾何尺寸和加工精度將無法達(dá)到設(shè)計圖紙所要求的。因此，為解決機(jī)械零部件裝夾對機(jī)械零部件加工精度所帶來的影響，需要在總結(jié)機(jī)械零部件加工特點(diǎn)及造成影響的基礎(chǔ)上改變原先的機(jī)械零部件裝夾方式，從熱處理后的精車為入手點(diǎn)，在機(jī)械零部件加工的后續(xù)工序中都采取相應(yīng)的措施來將機(jī)械零部件裝夾時所施加在機(jī)械零部件上的徑向力影響降到最低。比如說：在機(jī)械零部件加工過程中對每道工序都設(shè)計專用的工裝，在提高效率的同時利用垂直軸向來做好工件的夾緊，進(jìn)而有效的預(yù)防和解決機(jī)械零部件加工時因裝夾問題而導(dǎo)致的機(jī)械零部件的變形。

2.2 熱處理后及加工后所引起的機(jī)械零部件的變形

在機(jī)械零部件的加工過程中，對于一些薄片類的機(jī)械零部件，在對其進(jìn)行加工或是熱處理完成后將其放置一段時間，這些薄片類的機(jī)械零部件就會出現(xiàn)草帽型的彎曲現(xiàn)象，其具體表現(xiàn)為：薄片類機(jī)械零部件的中間鼓起一部分，從側(cè)面看零部件就像一頂草帽，因此，將此種變形形式稱為草帽型彎曲。而對于一些細(xì)長型的機(jī)械零部件，其在重復(fù)上述加工過程并放置一段時間后其機(jī)械零部件將會產(chǎn)生一定程度上的彎曲，其直線度相較于設(shè)計加工要求偏差較大。究其原因，造成此類現(xiàn)象發(fā)生的原因最主要是機(jī)械零部件內(nèi)部存在一定的內(nèi)應(yīng)力，這些內(nèi)應(yīng)力在零部件內(nèi)是均勻分布的且處于一定的平衡狀態(tài)，但是在加工或是熱處理后將會使得這種平衡被打破，零部件需要一種新的應(yīng)力平衡。

2.3 外力作用所引起的機(jī)械零部件變形

機(jī)械零部件因外力作用所引起的機(jī)械零部件的變形主要存在于車削加工中外加力過大，對于細(xì)長型的零部件長時間受切削力的作用會使得零部件發(fā)生一定的形變或者是機(jī)械零部件中含有的薄片和懸臂等都容易產(chǎn)生彈性變形。

3 機(jī)械零部件加工中零部件變形的控制

造成機(jī)械零部件加工變形的原因多且復(fù)雜，總體來說最主要的原因是由于外力的作用而導(dǎo)致的彈性變形，所以，需要解決好因裝夾所帶來外加載荷，在機(jī)械零部件裝夾時采用專用的工裝來減小裝夾變形。此外，在機(jī)械零部件加工或是熱處理后需要及時將機(jī)械零部件內(nèi)部的應(yīng)力通過時效處理的方式等予以處理，通過限型熱處理的方式來增大機(jī)械零部件的剛性，有效限制其變形。

4 機(jī)械零部件加工過程的注意要點(diǎn)

在機(jī)械零部件的加工中為確保加工的精度避免變形對加工精度造成影響需要注意以下幾點(diǎn)：（1）在機(jī)械零部件的設(shè)計階段，需要對其進(jìn)行合理的設(shè)計，要注意充分考慮提高機(jī)械零部件的強(qiáng)度，同時還需要注意分析在加工過程中，零部件的剛度是否會發(fā)生變化，變形是否發(fā)生或是變形量的大小等，同時在加工時注意做好對于零部件的合理布置，使得機(jī)械零部件的受力均勻，減小變形量，還應(yīng)注意減少加工熱所造成的零部件的變形，提高機(jī)械零部件的加工質(zhì)量。（2）嚴(yán)格做好加工過程中變形的控制，需要對加工制造中容易引起的變形影響因素進(jìn)行分析，采用合理的工序來消除內(nèi)部應(yīng)力。同時還需要保證在機(jī)械零件在加工的過程中工藝基準(zhǔn)的合理性，有效減少和避免由于加工過程中的基準(zhǔn)不一而導(dǎo)致的機(jī)械加工誤差。（3）在對機(jī)械零部件進(jìn)行加工過程中，對于一些較為復(fù)雜或是重要的零部件，在完成對于機(jī)械零部件的加工后，首要的任務(wù)是要進(jìn)行一次人工時效處理或者是自然時效處理，從而有效降低機(jī)械零部件在加工之后的應(yīng)力和因應(yīng)力所導(dǎo)致的機(jī)械零部件的變形。

5 結(jié)束語

機(jī)械零部件加工制造是制造業(yè)的基礎(chǔ)，確保機(jī)械零部件的加工質(zhì)量對于提高機(jī)械設(shè)備的制造質(zhì)量有著十分重要的意義。文章對機(jī)械零部件加工中容易導(dǎo)致零部件變形的原因進(jìn)行分析并對如何做好變形的控制進(jìn)行了分析闡述。

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