機械加工中工件變形的原因及預防措施探討

陶永亮

摘 要：隨著自動化和智能化技術(shù)的發(fā)展，在機械的加工和制造過程中，大部分加工作業(yè)都由自動控制系統(tǒng)完成，由此可以減少大量的勞動力，提高產(chǎn)量和工作效益。但是在實際的工作中，受到不同因素的影響，使得其產(chǎn)生變形，繼而影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量，所以針對出現(xiàn)的工藝環(huán)節(jié)和部位，進行技術(shù)改造確保機械運轉(zhuǎn)的正常。本文將分析機械加工中工件變形的原因，并且提供對應的預防措施，繼而保證產(chǎn)品加工的質(zhì)量。

關鍵詞：機械加工;工件變形;具體原因;預防措施

引言：

在機械加工過程中，容易出現(xiàn)產(chǎn)品的變形問題，繼而影響企業(yè)的經(jīng)濟效益，因而要針對這種情況，進行不斷總結(jié)和完善，尤其是相關的工藝和自動化技術(shù)等運用，要根據(jù)不同工藝的實施要求和規(guī)范進行，在進行參數(shù)設計時，要確保其合理、科學性，并且在設計好后，要采用檢測和實驗，保證設計的正確性。在具體的機械加工時，要規(guī)范員工的作業(yè)行為，還有在設備運行中產(chǎn)生的電流和擴拉力，要進行科學的計算，確保運行的正常和穩(wěn)定，

1.機械加工中工件變形的原因分析

1.1工件的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)問題

工件的變形與其材質(zhì)有著最直接的關系，比如產(chǎn)品的形狀、規(guī)格、厚度以及強度等，所以在進行設計時，可以結(jié)合這些具體的數(shù)據(jù)，進行優(yōu)化，特別是在一些較大規(guī)格的工件，要確保其結(jié)構(gòu)的合理性，對其硬度和疏松等進行檢測，如果其中截面和圓角等設置不合理，就會造成在加工過程中，應力的過度集中，繼而導致產(chǎn)品的損壞和變形[1]。

1.2工件裝夾造成的變形

在進行裝夾操作過程中，作業(yè)人員對于定位面和夾緊點的方式不對造成變形現(xiàn)象，繼而影響其質(zhì)量，嚴重時會使得工件報廢，還有當夾緊力超過可承受的拉力時，會造成還未加工就出現(xiàn)變形等問題。

1.3加工摩擦作用

在進行加工時，刀具和切削的表面產(chǎn)生較大的摩擦力，還會產(chǎn)生巨大的熱能量，直接傳給工件的表面，受溫度不均勻，造成突出，繼而產(chǎn)生變形，還有各個工件間的摩擦，引起工件內(nèi)部的金屬特性流動。

1.4內(nèi)應力影響

在加工前，相關的工件里面處于一個較為平衡的狀態(tài)，但是在進行加工時，有關外力的作用，導致在內(nèi)部產(chǎn)生不平衡應力，從而使得產(chǎn)生變形問題。

1.5熱處理變形

一些部件需要在加工時經(jīng)過熱處理，因而會由于材質(zhì)和溫度的原因，導致產(chǎn)生變形。

2.工件變形的預防措施

2.1選擇合適的材料

要根據(jù)實際的工件特點和運用部位，對于一些受力較大，而且容易產(chǎn)生變形的工件，可以選擇不同的合金鋼材料，他們具有很好的強度和抗變性能。還有在設計時，要結(jié)合具體的加工和制造工藝流程，進行結(jié)構(gòu)的改造和組合設計，可以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性性，此外對于一些大型的工件要等到內(nèi)部應力消散時，才可以進行加工處理。

2.2選擇合適的裝夾方式

主要是根據(jù)工件的具體情況，如果有不同方向的夾緊力作用時，確定夾緊的先后順序，其中的工件與支撐接觸應該先進行，但是要防止力度過大，而平衡方向的夾緊，可以放于后面進行。然后增大工件與夾具的接觸面，或者使用軸向加緊力，來增強零部件的強度，可以有效防止變形問題的出現(xiàn)，還有比如在銑削加工時，對于一些較薄的工件，可以多使用彈性夾板，在車削內(nèi)測和外圍，可以運用開口過渡設施和彈性軸心來進行，可以有效提高承載力，抵抗變形問題。而軸向夾緊，將特殊的夾具裝置在工件的表面，可以緩解強度差造成的變形問題[2]。

2.3減少切削力大小

切削力的控制，可以緩解工件的變形問題，所以在進行加工時，要選擇合適的刀具，并且在其充分的冷卻下，控制好切削量，可以有效減小力量，但是相關的刀具要保持鋒利和耐磨性，其結(jié)構(gòu)設置要與刃磨角度相同，防止讓刀現(xiàn)象造成變形。還有對其冷卻時，可以降低熱能的傳遞，提高其質(zhì)量。更重要的是在進行加工時，對其切削力的大小，要進行科學的計算，比如在進行粗制的切削時，可以加大力度，而在精細化作業(yè)時要減小，為了盡快將切削中產(chǎn)生的熱量排出，可以運用高速切削處理，可以迅速的完成切削，還能帶走產(chǎn)生的熱量。

2.4減小內(nèi)應力

加工時，金屬表面會受到擠壓以及摩擦力等作用，內(nèi)部產(chǎn)生較大的應力，因而為了減少應力的作用和影響，可以采用對稱加工的方式進行，從而使得與產(chǎn)生的應力相抵消，尤其是一些關鍵部位的加工，先進行粗加工，等到內(nèi)部的應力消失后，再進行精細加工。還有一些結(jié)構(gòu)不對稱的工件，運用反變形進行工件的毛坯制造，使得變形量與工件變形方向相反，同時將影響變形的因素結(jié)合起來，等到金屬加工好后，就會大幅度的降低變形問題。消除內(nèi)應力的具體方式有加強對有關零部件的高溫處理，然后利用振動和自然因素的影響，來促使其恢復和降低變形，如果內(nèi)部還存在著部分應力，應該對工件的內(nèi)部進行改造設計，然后再進行熱處理，依據(jù)對應的工藝要求進行[3]。

2.5熱處理

依據(jù)不同的工件材質(zhì)，運用不同的加熱溫度和時間的控制，將要校正的零部件重疊放置在一起，然后運用工裝處理壓緊為平直，再放到加熱爐中，使得其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)達到穩(wěn)定，因而工件的剛度會有所提升，可以降低硬化現(xiàn)象。

2.6人工校正

當進行加工時，工件產(chǎn)生較為嚴重的變形問題，就要采用人工的方式進行校正，減少變形量。在變形的敏感區(qū)域內(nèi)，可以采用施加反向從下到上的壓力，并且保持一段時間，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，當力量較大時會產(chǎn)生斷裂問題。還有在其變形外部進行敲擊處理，利用外力的作用，使得其發(fā)生變化和延長，繼而達到降低變形的目的，但是會影響工件的質(zhì)量，要控制好對應的力度。

2.7其他措施

當對加工的產(chǎn)品中的應力不及時采取措施控制，就會使得產(chǎn)生的嚴重質(zhì)量問題，但是如果運用強制性手段進行，比如專用夾具和振動時效等措施，會降低變形量，利用振動時效去除殘留的應力，提高運行的效益和質(zhì)量，主要是用于較大的工件加工處理中。比如在航空行業(yè)中，有關零部件較薄，而且在加工時容易出現(xiàn)變形問題，當其規(guī)格和壁厚的數(shù)值差異不超過五十時，就可以自動進入模態(tài)寬頻處理狀態(tài)中，可以對其中的殘留應力，進行動態(tài)的模仿和監(jiān)測，并且與相關的工裝夾具設計相一致，解決使用中的變形和裂紋等問題[4]。

3.結(jié)束語

綜上所述，在機械加工時，容易出現(xiàn)變形問題，繼而影響產(chǎn)品的質(zhì)量，雖然自動化和智能化技術(shù)的發(fā)展，使得其代替原有的人工作業(yè)，但是通過分析得知，當設計和工藝參數(shù)以及作業(yè)不規(guī)范時，都會引起變形問題，針對這些問題，提供對應的措施處理，可以在一定的范圍內(nèi)減少變形問題，但是如果想從根本上去解決變形，就要不斷研究相關的技術(shù)，進行改造和優(yōu)化，從而提高加工產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻：

[1]董早生，張程，季業(yè)益.機械加工中工件變形的原因及預防措施探討[J].科技風，2020，No.416（12）：176-176.

[2]黃亮.機械加工中工件變形的原因及預防措施探討[J].中外企業(yè)家，2019，No.654（28）：212-212.

[3]劉紅梅.機械加工中工件變形的原因及預防措施研究[J].科技創(chuàng)新導報，2019，000（006）：106-107.

[4]董晶.機械加工中工件變形的原因及預防措施探微[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019，No.281（03）：31-31.

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