機(jī)械零件加工變形的原因分析及其改進(jìn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)械零件加工變形的原因分析及其改進(jìn)摘 要：機(jī)械零件在加工過程中發(fā)生變形難以避免，同時(shí)也是機(jī)械加工行業(yè)中廣泛關(guān)注的問題。由于機(jī)械零件加工中發(fā)生變形容易影響零件質(zhì)量，因此，應(yīng)盡可能減少由于變形而引起的質(zhì)量問題。文章首先分析了機(jī)械零件加工變形的原因，然后尋找相應(yīng)的改進(jìn)策略，以期對(duì)機(jī)械零件加工變形的處理提供參考借鑒。關(guān)鍵詞：機(jī)械零件；加工變形；原因；改進(jìn)機(jī)械加工過程中由于受到種種因素的影響，機(jī)械零件加工的變形問題一直層出不窮，變形的零件不僅給機(jī)械加工業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)損失，而且還影響到了企業(yè)在社會(huì)上的信譽(yù)，產(chǎn)品質(zhì)量不能得到保證，這樣的發(fā)展現(xiàn)狀不利于機(jī)械加工業(yè)的正常運(yùn)營(yíng)，所以必須找到

2、機(jī)械零件加工變形的原因，從而尋求解決問題的辦法，推進(jìn)機(jī)械加工業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展。1 常見機(jī)械零件加工中變形的原因1.1 由于內(nèi)力的作用，零件加工精度改變因?yàn)樵谲嚧布庸さ倪^程中，通常采用四爪卡盤卡緊零件，然后利用其向心內(nèi)力的作用，對(duì)零件進(jìn)行加工。并且在零件加工的過程中，也會(huì)受到內(nèi)徑向力的作用。如果沒有很好的掌控這兩種內(nèi)力，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零件松動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致零件加工變形現(xiàn)象的發(fā)生。另外，還應(yīng)該注意如果機(jī)械零件的夾緊力減小，則機(jī)械的切削力也要隨之而減小，相反機(jī)械零件夾緊力變大，機(jī)械的切削力也必須加大，只有這樣才能保證所加工的零件受力均勻。但是在實(shí)際加工中所面臨的問題是，加工后的機(jī)械零件的形狀與需要形狀并不匹配，

3、其精確度已經(jīng)出現(xiàn)了很大的出入，而出現(xiàn)這種狀況的原因是加工不夠細(xì)膩，導(dǎo)致質(zhì)量不過關(guān)。1.2 熱處理后和加工后機(jī)械零件變形問題一些比較薄的機(jī)械零件很容易變形，因?yàn)樗麄兊拈L(zhǎng)徑比例較大，在加工或者熱處理后會(huì)出現(xiàn)彎曲的狀況，這種彎曲被稱為草帽彎曲。這種彎曲會(huì)導(dǎo)致其平面變大，而長(zhǎng)徑比較小的機(jī)械零件經(jīng)過熱處理或是加工后也會(huì)出現(xiàn)變形，導(dǎo)致零件的直線度相對(duì)偏大。原因是零件本身就具有內(nèi)應(yīng)力，而這種內(nèi)應(yīng)力是相對(duì)平衡的狀態(tài)，但經(jīng)過熱處理或加工之后，零件自身的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生改變，從而導(dǎo)致零件的外觀發(fā)生變形。1.3 由于外力的作用，導(dǎo)致機(jī)械零件的變形如果在機(jī)械零件中含有薄片和懸臂，會(huì)很容易導(dǎo)致定位不當(dāng)、裝夾不合理等現(xiàn)象的發(fā)生

4、，零件的硬度不夠會(huì)使得零件很容易走形，無法達(dá)到圖紙所要求的精確度。在切削機(jī)械零件的同時(shí)，零件的形狀會(huì)在切削力的作用下發(fā)生彈性變形，這種現(xiàn)象就是所謂的“讓刀”現(xiàn)象。它會(huì)使得機(jī)械零件的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)偏差，影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。機(jī)械零件的長(zhǎng)徑比較大，所以更容易受到切削力的作用，這樣就會(huì)導(dǎo)致非夾緊的一側(cè)更容易發(fā)生彈性變形，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。2 機(jī)械零件加工變形的改進(jìn)措施2.1 減小夾緊力的措施在剛性差的機(jī)械零件加工中，首先要通過增加輔助支撐來增加零件的剛性程度。在夾緊方面要注意夾緊點(diǎn)和零件之間的接觸面積大小。夾持的方式要合理，在機(jī)械零件是長(zhǎng)軸類的情況下，要注意夾持方式的合理，可以采用兩端定位方式進(jìn)行夾緊。

5、對(duì)于薄壁套類零件加工中應(yīng)該使用有彈性心軸裝置來進(jìn)行裝夾，夾緊的位置應(yīng)該是零件剛性比較強(qiáng)的部位。在加工長(zhǎng)徑比較大的零件時(shí)，要注意不能采用一端懸空一端夾緊的方式，要采用兩端一起夾緊的方式從零件的頂端進(jìn)行夾緊，另外，還可以采用前端的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行夾緊控制，這樣就使其受力模型變成為簡(jiǎn)支梁模型，零件的剛性就會(huì)大大提高，減小了切削力引起的變形。另外，在鑄鐵件類零件加工中，應(yīng)注意夾具設(shè)計(jì)的合理性，首先要注意夾具設(shè)計(jì)的原則：增加懸臂部分的剛性，另外，也可以使用近年來新研究的液壓夾緊工具，以能夠有效控制零件加工中由于夾緊變形而產(chǎn)生的質(zhì)量問題。2.2 減小切削力的措施在對(duì)工件的加工條件進(jìn)行研究之后，在切削加工時(shí)應(yīng)根據(jù)

6、加工要求，注意切削的角度，應(yīng)盡量增大刀具的前角和主偏角，以促使刀鋒鋒利，減小切削力。同時(shí)在加工中應(yīng)將粗細(xì)不同的加工零件分開進(jìn)行加工，以能夠有效降低切削力和切削溫度對(duì)于整體機(jī)械零件的影響。在薄壁零件的車削中，合理的刀具對(duì)車削時(shí)切削力的大小產(chǎn)生的熱變形、工件表面的微觀都是至關(guān)重要的。前角的大小決定了刀具的鋒利程度，如果前角大，則變形和摩擦力就會(huì)減小，但前角過大，會(huì)使刀具的楔角變小，強(qiáng)度減弱，散熱情況差，磨損速度加快。所以薄壁零件加工時(shí)，所用高速的刀具，前角取6 ？觷30 ？觷最佳，用硬質(zhì)合金刀具，前角取5 ？觷20 ？觷。后角大，摩擦變小，切削力也變減小，使刀具強(qiáng)度減弱，所以用高速鋼車刀的時(shí)候，刀

7、具后角取6 ？觷12 ？觷，對(duì)于硬質(zhì)合金的刀具，后角取4 ？觷12 ？觷。在精車加工的時(shí)候時(shí)取較大后角，粗車時(shí)取較小后角。車薄壁零件內(nèi)外圓時(shí)，首先選取大的主偏角。2.3 減小內(nèi)應(yīng)力的措施一方面，正火硬渡過高、混晶、大量索氏體或魏氏組織都會(huì)使內(nèi)孔變形增大，所以要用控溫正火或等溫退火來處理鍛件。金屬的正火、退火以及在進(jìn)行淬火之前的調(diào)質(zhì)，都會(huì)對(duì)金屬終極的變形量產(chǎn)生一定影響，直接影響到金屬組織結(jié)構(gòu)的變化。實(shí)踐證明，在正火時(shí)采用等溫淬火可有效地使金屬組織結(jié)構(gòu)趨于平均，從而使其變形量減小。另一方面，金屬淬火后冷卻過程對(duì)變形的影響也是很重要的一個(gè)變形原因。熱油淬火比冷油淬火變形小，一般控制在100±

8、;20 。油的冷卻能力對(duì)變形也是至關(guān)重要的。淬火的攪拌方式和速度均影響變形。金屬熱處理冷卻速度越快，冷卻越不平均，產(chǎn)生的應(yīng)力越大，模具的變形也越大?？梢栽诒ＷC模具硬度要求的條件下，盡量采用預(yù)冷；采用分級(jí)冷卻淬火能明顯減少金屬淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，是減少一些外形較復(fù)雜工件變形的有效方法；對(duì)一些特別復(fù)雜或精度要求較高的工件，利用等溫淬火能明顯減少變形。2.4 其他措施機(jī)械零件在精車時(shí)與粗加工相比，機(jī)械零件裝夾方式仍然與其相同，前期的一些粗加工工序?qū)蟮酪彩怯杏绊懙?，盡量避免野蠻手工操作，避免材料組織受力變形。對(duì)于機(jī)械零件加工變形更多的控制在后道，此外新的變形也會(huì)在磨削加工時(shí)期出現(xiàn)。此外，在后續(xù)工作中，鏜床加工內(nèi)孔這一階段，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的偏差。因?yàn)槠涫窃谀ハ鞯幕鶞?zhǔn)面進(jìn)行定位加工的，其最終的精鏜內(nèi)孔必然不精確。很顯然，通過這樣的方法，其所加工的機(jī)械零件的幾何尺寸和精度，與圖紙上的要求出入很大，所以必須采取一定的措施對(duì)其進(jìn)行處理。例如：精車時(shí)控制磨削余量，特別是磨槽，余量過大容易圓角，砂輪磨損快；也可以改變傳統(tǒng)的裝夾方式，以熱處理后的精車為入手