機械零件加工變形的原因及其改進

　　機械加工性能不僅和企業(yè)的利益相關(guān)，還和安全性相關(guān)，在給企業(yè)帶來經(jīng)濟效益的同時，還可以有效降低安全事故發(fā)生的概率。因此，在零件加工過程中避免零件的變形顯得尤為重要。操作人員需要考慮各種因素都，并在加工過程中采取相應(yīng)的措施預防變形的發(fā)生，以便使成品的零件能夠正常使用。為了達到這個目標，有必要分析零件加工中出現(xiàn)變形現(xiàn)象的原因，對零件變形問題找出可靠措施，以期為現(xiàn)代化企業(yè)戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)打下堅實基礎(chǔ)。

　　1、分析機械零件加工中變形的原因

　　1.1 內(nèi)力作用導致零件加工精度改變

　　車床加工時，通常是利用向心力的作用，用車床的三爪或者四爪卡盤，把零件卡緊，然后對機械零件進行加工。同時，為了確保零件在受力時不松動、減小內(nèi)徑向力的作用，必須要使夾緊力大于機械的切削力。夾緊力隨著切削力的增大而增大，隨之減小而減小。這樣的操作才能使機械零件在加工過程中受力穩(wěn)定。但是，在三爪或者四爪卡盤松開后，加工出來的機械零件就會與原來的相差甚遠，有的呈現(xiàn)多邊形，有的呈現(xiàn)橢圓形，出現(xiàn)較大偏差。

　　1.2 外力作用下引起的彈性變形

　　在機械加工中零件出現(xiàn)彈性形變的原因主要有幾個方面。一是一些零件的內(nèi)部構(gòu)造中如果含有薄片，就會對操作方法有更高要求，否則在操作人員在對零件進行定位和裝夾時，不能和圖紙的設(shè)計之間進行對應(yīng)，容易導致彈性形變的產(chǎn)生。二是車床和夾具的不平整，使零件在進行固定時兩側(cè)的受力不均勻，導致切割時受力作用小的一邊在力的作用下就會出現(xiàn)平移出現(xiàn)零件變形。三是在加工過程中零件的定位不合理，使零件的剛性強度降低。四是切削力的存在也是引起零件彈性形變的原因之一。這些不同的原因?qū)е碌膹椥孕巫?，都說明外力作用對機械零件加工質(zhì)量的影響。

　　1.3 熱處理加工后容易產(chǎn)生變形問題

　　對于薄片類的機械零件，由于其長徑非常大，在對其進行熱處理后容易出現(xiàn)草帽彎曲的狀況。一方面會出現(xiàn)中間鼓出的現(xiàn)象，平面偏差增大，另一方面由于各種外界因素的影響，使零件產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象。這些變形問題的產(chǎn)生不僅是由于熱處理后的零件內(nèi)應(yīng)力發(fā)生了變化，還有操作人員的專業(yè)知識不扎實，不太了解零件的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而增大了零件變形的概率。

　　2、機械零件加工變形的改進措施

　　在實際的零件加工中，導致零件變形的因素很多。為了從根本上解決這些變形問題，操作人員需要在實際工作中認真探索這些因素，并結(jié)合工作精要，制定改進措施。

　　2.1 提升毛坯質(zhì)量

　　在各種設(shè)備的具體操作過程中，提升毛胚的質(zhì)量是防止零件變形的保證，以便加工好的零件符合零件的具體標準要求，為后期零件的使用提供保證。因此，操作人員需要檢查不同的毛坯質(zhì)量，對存在問題的毛胚，要及時更換，避免出現(xiàn)不必要的問題。同時，操作人員需要結(jié)合設(shè)備的具體要求選擇可靠的毛坯，以保證經(jīng)過加工后的零件質(zhì)量和安全性達到標準要求，進而延長零件的使用壽命。

　　2.2 增加零件剛度，防止過大變形

　　在機械零件加工中，零件的安全性能受到很多客觀因素的影響。尤其是在零件進行熱處理后，由于應(yīng)力收縮現(xiàn)象，會導致零件變形。因此，為了防止變形現(xiàn)象的產(chǎn)生，技術(shù)人員需要選擇合適的限熱型處理方式，進而以改變零件剛度。這需要結(jié)合零件的性能，運用合適的限熱型處理措施，從而保證安全的可靠性。即使在熱處理之后，也不會出現(xiàn)明顯變形。

　　2.3 使用專用夾具，減少裝夾變形

　　在機械零件加工過程中，對精細化的要求非常嚴格。針對不同零件，選用不同的專用工裝，可以使零件在加工過程中不易出現(xiàn)位移。另外，加工前，工作人員還需要進行相應(yīng)的準備工作，全面檢查固定零件，對照圖紙，檢查機械零件的位置是否正確，以減少裝夾變形。

　　2.4 修整加工

　　零件在經(jīng)過熱處理后很容易出現(xiàn)變形問題，這就需要采取措施來保證零件的安全性能。在機械零件加工完成并自然變形后，要運用專業(yè)的工具進行修整。在對加工后的零件進行修整加工時，需要按照行業(yè)的標準要求進行，以確保零件質(zhì)量，延長其使用壽命。這種方法在零件變形后進行最為有效。如果零件經(jīng)過熱處理后變形，則可以在淬火之后進行回火。因為淬火之后在零件中會存在殘余奧氏體，這些物質(zhì)在室溫下進而轉(zhuǎn)化為馬氏體，然后物體就會膨脹。在加工零件時要認真對待每一個細節(jié)，這樣就可以降低零件變形的概率，把握好圖紙上的設(shè)計理念，根據(jù)生產(chǎn)要求，使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品符合標準，提高經(jīng)濟效益和工作效率，從而確保機械零件加工的質(zhì)量。

　　2.5 減小夾緊力的措施

　　在加工剛性差的零件時，需要采取一些措施增加零件的剛性程度，如可以增加輔助支撐。也要注意加緊點和零件之間的接觸面積，根據(jù)零件的不同，選擇不同的夾持方式，如加工薄壁套類零件時，可以選用有彈性的軸裝置進行夾緊，注意加緊的位置應(yīng)該選擇剛性較強的部位。而對長軸類的機械零件，可以運用兩端定位方式。對于長徑非常大的零件，需要采用兩端一起夾緊的方式，不能使用“一端夾緊、一端懸空”的方式。此外，在加工鑄鐵類零件時，夾具的設(shè)計需要以增加懸臂部分的剛性為原則。也可以使用一種新型的液壓夾緊工具，以有效防止零件在加工過程中由于夾緊變形而引起的質(zhì)量問題。

　　2.6 減小切削力

　　在切削加工中要密切結(jié)合加工要求注意切削的角度，以便減少切削力。可以盡量增大刀具的前角和主偏角，使刀鋒鋒利，且合理的刀具在車削中對車削力的大小也至關(guān)重要。比如，在對薄壁零件的車削中，如果前角過大，會使刀具的楔角變大，加快磨損速度，變形和摩擦力也會減小，可以根據(jù)不同的刀具選擇前角的大小。若選用高速刀具，前角為6°～30°最佳；若用硬質(zhì)合金刀具，則前角為5°～20°最好。

　　3、結(jié)語

　　導致機械零件變形的因素有很多，對于不同的原因要采取不同的措施解決。實際操作中，要注重機械加工的每一個細節(jié)，不斷完善生產(chǎn)過程，爭取把經(jīng)濟損失降到最低，以保證機械設(shè)備穩(wěn)定工作，實現(xiàn)機械加工的高質(zhì)量、高效率目標，從而促使機械加工行業(yè)具有一個更好的發(fā)展前景和更廣闊的市場。