機械零件加工中的變形與對策探討

孫潤麒 路彬

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

1機械零件加工中導致變形的因素

1.1內力作用影響了加工精度

在進行車床加工時，通常情況下，都會用車床的四爪卡盤，將零件卡緊，利用其向心內力的作用，對機械零件進行加工。同時，機械零件要加工的過程，也會受內徑向力作用。所以，為了確保機械零件不松動，在對其加工過程中，務必要保證機械的切削力小于其夾緊力。當切削力減小時，其夾緊力也減小，同時，若是切削力增大，則夾緊力也需要相應地增加，這樣，才能保持機械零件加工的受力穩定。但是，在卡爪松開之后，加工出來的機械零件，其幾何形狀與在機床上加工時的形狀已經完全不同，而且偏差較大，通常情況下，會呈現多邊形，甚至呈橢圓形。

1.2熱處理后及加工后的變形

在加工一些薄皮類的機械零件時，常常會出現零件中間凸起而周邊平整的現象，由于薄皮形似草帽，稱之為草帽型彎曲。這種零件變形的出現是因為：在熱處理完成之后，零件因為自身溫度降低而出現冷縮，靠近薄片中心的區域由于受到的拉力更大，因此會出現不同程度的凸起。薄片四周因為受力較小，所以不會出現明顯的形變。熱處理及加工后的機械零件變形程度與薄片厚度、薄片尺寸以及薄皮的材質都有關系，在進行變形處理時，也應當綜合考慮上述因素，采取科學合理的解決措施。

1.3外力作用下引起的彈性變形

首先，在利用機床進行零件切削時，零件會因為刀具高速切削產生大量的熱，這些熱量不能及時的散發出去，從而使零件出現不同程度的形變，這種因切削產生的零件變形俗稱“讓刀”。其次，機械零件的加工往往要根據設計圖紙來進行，但是由于零件內部構造中含有薄片和懸臂，因此在前期進行零件定位和裝夾時，很有可能出現較大的誤差，導致后期零件加工與圖紙設計之間不能一一對應，從而引發零件的彈性變形。再次，在進行機械零件固定時，由于車床或夾具不平整，導致零件兩側的受力程度不一致，在進行切削加工時，受力小的一側可能在切削作用下出現位移，從而導致零件變形問題。

1.4塑性變形

相對于以上幾種變形來說，機械零件的塑性變形屬于永久變形，在機加過程中是要盡量避免產生塑性變形的。加工成型的高精度零件一旦產生塑性變形一般就做報廢處理，而對于粗加工狀態的零件，要糾正其塑性變形，可以通過外力壓校進行處理。

2處理機械零件加工變形問題的有效策略

2.1進一步強化專用工裝的使用

雖然機械零件加工流程中導致引起變形問題的主導因素具有一定的多樣性特點，但是采取積極有效的措施避免該類問題的發生也相對可行，這就需要具體問題具體分析，減少加工誤差值，避免變形問題的發生。從本質上來看，機械零件加工過程中精度控制十分必要及關鍵，對專用工裝進行選擇利用，就能將外界因素的影響作用科學降低，零件也就能處于相對穩定的狀態下進行加工。

2.2強化零件硬度及剛度

熱脹冷縮是物體的一種基本性質，在物理反應中十分常見，機械零件加工也是如此，當完成對零件的熱處理后，拉力等關聯因素的應變值就會呈現大范圍拓展趨勢，一旦出現應力收縮問題，零件形狀就會發生改變，在解決該類問題時，需要將操作時間控制在零件正式加工的前期階段，通過對熱處理滲透程度進行限制，就能有效提高零件硬度，促使其剛度達到最佳標準，以此為依托，在后續進行零件熱加工時，變形拓展范圍也能得到有效控制，這對于提高機械零件的加工精度來說至關重要。

3機械零件加工變形問題的防治對策

3.1提升機械零件圖紙設計的精準性

任何項目的高效開展都需要有圖紙做依托，在機械零件加工領域更是如此，這對于提高零件加工精度來說意義重大。從當前形勢來看，機械零件加工大多依托數控機床，在其加工結構不斷優化調整的過程中，工作人員可以借助軟件模擬的應用優勢，通過計算機等現代信息技術，對加工設計的精準度進行合理判斷，而后計算機就能根據有效數據，在整合及分析的基礎上，對機械加工的整體流程及操作路徑做出系統規劃，在減少加工變形問題發生頻率的同時，進一步提升零件加工精度。

3.2對加工流程進行科學管控

機械零件在實際加工過程中普遍處于性能弱化的可控階段，如果忽略各類主導性影響因素，后續加工能效就會不斷下降，這對于機械加工精度的控制來說也會帶來消極影響，因此，在加工階段應當對機械變形問題進行重點考量，以加工要求為切入點，對加工手段及工藝進行科學選擇，尤其是對內部應力的控制，更應當作出最優衡量及處理，采取積極有效的措施減少應力值，促使零件內部始終保持穩定狀態。在工作人員對零件進行加工時，應當嚴格按照規章制度進行規范性操作，根據實際推進流程做好前期準備工作，進一步強化對各個操作流程的質量控制，促使零件加工更加具有指向性，實現對機械零件加工變形問題的科學防控。

3.3對機械加工進行工序劃分

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。同時，還要保證機械加工過程中工藝的基準性，這樣既可以保證日后便于修理，又有效地避免和減少由于加工過程中基準不一而造成的誤差，從而確保了機械零件的加工精度。

4結束語

機械零件的加工制作是一項對技術含量要求較高的工作，稍有不慎就可能會產生變形。因此，需要我們認真分析產生變形的成因，并按照嚴格的操作程序進行操作，在加工之前，做好各項工作的準備，檢查機械設備是否處于正常工作的狀態。對于產生變形的成因對癥下藥，從根本上減少或避免變形問題的產生。

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（作者單位：航空工業哈爾濱飛機工業集團有限責任公司）