機械加工中工件變形的原因及預防措施探微

董晶

摘 要：近年來，我國機械制造行業發展迅速，部分生產工藝已達到國際先進水平。然而機械加工作業中，仍存在工件變形的情況，給我國機械生產水平的進一步提升造成一定影響。機械加工中工件變形不僅導致工件報廢，而且嚴重影響工件加工進度，不利于生產效益的提升，因此，加工企業應注重機械加工經驗的總結，做好工件變形原因分析，以采取針對性預防措施。

關鍵詞：機械加工;工件;變形;原因;預防措施

工件加工是機械生產、加工中的重要一環，重要性不言而喻。眾所周知，機械工件加工工藝復雜，涉及的環節較多，受多種因素影響，容易發生工件變形現象，不僅浪費加工材料，而且嚴重影響機械加工工作效率，因此，如何控制工件變形成為機械加工行業業內人士討論與關注的熱點話題。

1 機械加工工件變形原因

通過對機械加工工藝研究，發現影響工件變形的因素較多，包括工件材質與結構、加工器具、熱處理等，部分變形的產生是多種因素綜合作用的結果，因此，加工作業中如加工人員對相關環節控制不當，容易造成工件出現不同程度的變形。

（1）工件材質與結構。機械加工中，如使用的材質可塑性差、強度低，作業時力度控制不當，用力過大會導致工件變形，輕則留下質量瑕疵，重則導致工件報廢。另外，機械加工零件結構也會引起變形情況的發生，如工件結構復雜，截面突變、過度圓角、結構壁厚不均勻等導致工件內部應力過于集中，一旦去除加工器具，工件變會出現變形。

（2）加工器具。工件加工中應用的加工器具較多，如加工人員對相關細節控制不當容易導致工件變形。一方面，加工人員對工件硬度、強度把握不準確，夾具位置選擇不合理或夾具力度控制不當，導致工件變形。另一方面，工件切削作業時使用的刀具不合理或鋒利度不夠，導致工件因承受較大的作用力發生變形。

（3）加工摩擦。工件加工時進給方向上的溫度不均勻，尤其工件單面因摩擦受熱，導致工件向上凸出，形成弓形。另外，加工面和工件之間也會因產生摩擦，導致工件的金屬流動特性發生改變產生應力，當應力超過工件承受程度時也會出現變形。

2 機械加工工件變形的預防

機械加工過程中，工件變形給加工質量造成的影響較為明顯。研究得知，工件變形原因較為復雜，既有單一因素引起，又有綜合因素引起，因此，加工人員應提高認識，總結以往工件加工經驗，分析影響工件變形的原因，及時采取針對性措施加以預防，保證工件加工作業保質保量的完成。

（1）做好工件合理設計。為防止工件受材料及自身結構影響發生變形，要求加工單位做好充分準備，明確工件加工各個環節，尤其應嚴把工件設計關。具體應注重以下內容的落實：

一方面，加工單位應要求加工人員認真研究工件用途、工件所處的運行環境，明確工件強度、韌性要求，從性能、經濟角度對所用鋼材進行綜合考量，選擇合適的鋼材。同時，做好鋼材性能研究，必要情況下對鋼材進行熱處理，在保證鋼材性能的同時，降低變形出現機率。另一方面，設計工件結構時，要求設計人員做好各工件各部分強度計算，在不影響工件使用性能的基礎上，保證結構壁厚度一致，結構合理。另外，使用專業軟件，對設計好的工件進行受力仿真模擬，掌握工件運行中的各種受力情況，設計時針對受力較大的部分，適當進行加固處理。

（2）制定合理加工方案。制定合理的工件加工方案，不僅有助于提高加工作業效率，而且還能預防工件變形情況的發生，因此，要求加工人員做好各個加工環節研究，保證制定的加工方案可行、高效。

一方面，工件加工單位及時組織技術人員認真分析工件加工需求，吃透加工工件設計圖紙，制定合理的加工方案。另一方面，要求加工人員總結以往加工經驗，認真研究工件結構，明確加工流程，保證加工作業不能對已加工好的部分造成影響。同時，要求加工人員根據加工局部形狀，選擇合理的加工刀具，尤其認真計算合理的切削參數，包括切削速度、進給量、切削深度等。同時，為驗證加工方案的可行性，及時發現與改進加工方案，正式加工前應進行試加工操作，發現變形，認真分析原因，及時對加工方案進行改進。

（3）注重加工環節優化。為預防工件加工作業中變形情況的發生，加工時應注重加工環節的優化，尤其應注重加工參數的控制與優化。

一方面，優化切削作業。使用刀具時應做好刀具鋒利程度檢查，使用鋒利且耐磨性能較好的刀具，尤其應選擇合理的刃磨角度，防止讓刀導致工件變形。另外，切削作業時為防止摩擦熱量聚集，應做好冷卻處理。如條件允許，可進行高速切削加工，提高切削效率的同時，使產生熱量被切屑帶走，避免溫度過高。另一方面，減小切削應力。減小加工中產生的應力，是預防工件變形的重要方法，因此，加工時應注重進行對稱加工，避免加工應力的出現。針對重要位置，加工人員應先進行粗加工處理，至應力全部釋放后再進行精加工操作。另外，如工件結構不對稱或結構壁較薄時，在制作毛坯的過程中注重采用反向變形措施，預防變形情況的出現，具體做法是：在工件可能發生變形的反方向留下合適的變形量，并認真考慮加工時的各種影響變形的因素。

3 結論

機械加工工件變形原因復雜，加工人員應提高認識，做好研究與分析，在工作中不斷的實踐、摸索，掌握不同工件的加工方法與規律，制定切實可行的方案加以預防。本文通過討論得出的結論有：

（1）工件加工專業性強，涉及的內容多，其中做好工件變形控制是工作的重點。研究發現，工件材料與結構、加工器具、加工摩擦等會引起工件出現不同程度的變形，因此，應通過嚴把工件設計關、制定合理加工方案、做好加工環節優化等措施加以預防。

（2）工作實踐中，加工人員應保持持續學習的態度努力提升自己的加工水平，一方面，圍繞“如何預防工件加工變形”這一問題，積極總結加工經驗、做好加工相關環節的優化，注重自主學習，敢于大膽嘗試。另一方面，注重向經驗豐富的加工人員學習經驗，針對不同的工件，尋找最優的加工方法與加工方案，避免工件變形的同時，保證加工工作圓滿完成。

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