機械零件加工中的變形及控制對策研究

陳玲芝

摘 要：世界經濟水平發展飛快，為了滿足現代化的生產需求，傳統的手工流水生產線已經被機械化流水線所代替。無論何種機械設備，其基本組成單元都是零件，為了保證機械設備的使用壽命和運行質量，機械零件在設計時就針對規格尺寸進行了嚴格的要求。但是在實際加工零件的過程中，由于多種外界影響因素，可能會導致機械零件出現某種程度上的變形，導致零件報廢，給企業造成嚴重的經濟損失。基于此種情況，深入研究機械零件加工變形的控制應對方法是非常重要的。本文首先針對機械零件加工變形的種類和產生原因進行了深入的研究分析，并提出了幾種行之有效的控制對策。

關鍵詞：機械加工；零件變形；控制對策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.054

0 引言

通常情況下，機械零件加工變形是指零件在進行加工的過程中，受各種因素影響，出現了不可控的形狀或者尺寸變化，導致零件報廢。這種變形在正常的加工過程中是很難避免的，雖然當下的機械加工水平已經非常發達，但仍然無法擺脫此現象。同時，變形會導致大量加工零件不能使用，造成巨大的資源浪費，導致企業出現嚴重的經濟損失。因此，需要針對機械零件加工變形原因進行研究，根據實際經驗實施科學有效的控制對策，降低損失。

1 零件變形的原因及變形種類

1.1 內力作用導致的變形

在進行機械零件加工時，都會使用夾具來固定工件，例如車床就是通過三爪卡盤固定工件。為了保證工件在加工過程中不會出現松動，需要特別注意對切削力的控制，靈活的改變切削力，以保證其一直低于夾具的夾緊力。同時為了保證零件加工的正常進行，還需要調整工件的受力情況，以保證工件受力的平衡，才可以降低零件的變形情況。根據上述內容可知，由內力作用造成的變形是難以消除的，目前比較有效的方法只有對機械零件進行加工后熱處理。

1.2 熱處理過程中產生的變形

一般來說，熱處理主要是用以消除由內力導致的變形的，但是如果在熱處理過程中操作不當，也有可能致使零件出現變形，特別是薄片類的零件，極易在熱處理過程中發生變形。這主要是由于薄片類零件的材料比較輕薄，在長時間處于高溫環境的情況下，就會出現彎曲變形，其主要的表現特征為在零件的中間部分會產生凸起，其形狀與草帽較為類似。造成這種彎曲變形的主要原因是由于零件的內應力，因此，在對零件進行熱處理時，一定要嚴格的控制溫度以及持續時間，以降低零件熱處理變形的出現。

1.3 彈力變形

在對零件毛坯進行切削加工時，零件的表面會承受大量的切削力，而由于毛坯材料通常會具有彈性特性，所以就會發生彈力變形，一般零件加工人員都將這種變形稱為讓刀。其中薄壁類的零件由于具有很強的彈性，因此極易產生彈性性變。以下為比較常見的三種彈力變形：

（1）在一些機械零件中會存在薄壁以及懸臂等各種結構，這些結構會導致零件不能進行準確的定位，從而導致了不合理的裝卡，而且此類零件本身的鋼性較低，最終導致了彈力變形。（2）在對零件毛坯進行切削加工時，出現的讓刀現象導致的彈力變形。（3）還有一種情況是由于刀具造成的，在貼緊刀具的部分，其加工形狀較為完好，在其他部分就會出現程度不同的彈力變形。

1.4 塑性變形

與上述的幾種變形情況相比，機械加工造成的塑性變形是不可逆的永久性變形，因此要在切削加工中盡量的避免。對于一些精度要求較高的機械零件，如果處理了塑性變形就只能進行報廢處理，對于精度要求較低的粗加工零件，可以通過壓力較正的方法減少塑性變形。

2 機械零件加工中變形問題的應對措施

2.1 使用專用工裝，減少裝夾變形

實際上，機械零件加工工作對于精度的要求是非常嚴格的，因此，使用專用固定設備對工件進行固定，可以有效的保證工件在加工過程中不會出現位移，還可以減少工件裝夾造成的變形。此外，機械加工人員在開機工作前，應該做足準備工作，全面檢查固定在機床設備上的零件，并與圖紙進行詳細的對比，檢驗對比工作的固定位置是否合理。

2.2 增加零件剛度，防治過大變形

很多的機械零件在進行熱處理后，都會發生應力收縮，造成零件變形。為了解決這個問題，可以在切削加工前對工件進行合理的熱處理，以提升工件的剛度。在經過這種處理后，如果在切削加工后再次進行熱處理，也不會產生明顯變形，從而提高機械零件加工精度。

3 機械零件加工變形問題防治的注意事項

對于機械零件加工操作來說，我們不僅要防治其加工階段的變形問題，還需要通過加工操作獲取預期的零件成品，因此，在機械零件加工期間還需要注意以下幾方面的問題：

（1）要確保機械零件CAD圖紙設計的合理性和精確性。現階段，數控機床成為機械零件加工的主要手段之一，加工人員可以通過軟件模擬的形式，在計算機上檢驗該加工設計的精確性和合理性，并利用計算機的數據處理和數據分析功能，制定實現機械加工動作的有效策略，確保在不出現機械零件加工變形的前提下，提高機械零件的加工精度。（2）嚴格的過程控制。在進行機械零件的加工制造時，重視機械零件的變形問題，一定要采取準確有效的加工方法，安排足夠的消除內應力的工序，減少機械零件的殘余應力。相關操作人員在加工期間，務必要嚴格按照相關的規章制度，按部就班的完成各項準備和檢查工作，做好加工準備、操作管理和變形防控等各個流程步驟的控制，并將全過程控制理念引入到零件加工的各個環節中，實現變形問題的徹底防控。（3）要分工完成。在機械零件的加工過程中，一定要將其加工工序分為精加工和粗加工兩個工序，而且為了保證機械零件內部應力的消除，必須要在兩道工序之間，將機械零件存放一段時間。

4 結語

機械加工是一項技術性較強的工作，對零件的加工尺寸和加工形狀均有著非常高的要求。為了保證零件加工的質量，不僅要采取科學合理的應對政策，還要對工人的技術水平有所要求。同時應該制定有科學的管理制度，在加工開始前一定要做好準備工作，降低變形發生的可能性，從而提升工作效率，提高企業的經濟效益，有效推動我國機械化加工流水線技術的發展。

參考文獻：

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