淺析核電門零件機械加工中的變形及控制措施

駱宏煦

臺山平安五金制品有限公司

淺析核電門零件機械加工中的變形及控制措施

駱宏煦

臺山平安五金制品有限公司

零件在機械加工過程中所產生的變形，是影響其制造質量的一個重要因素。通過對核電門零件機械加工中產生的變形進行探討分析，找出變形產生的幾種因素，并針對這些因素提出有效的控制措施，以消除機械加工變形對零件所產生的影響。保障核電門零件在機械加工過程中的質量。

核電門；機械加工變形；控制措施

前言

核電門作為核電設備的其中一種，是核電廠的人與設備進入各個廠房的首個屏障，同時作為阻礙核電廠內輻射物、氣流和其他污染物流向外界的最后保障，承擔核電廠各類廠房的屏蔽、防輻射、氣密、抗震、防颶風等功能。核電門的制造過程須嚴格按照相應法規的要求，保證制造質量。核電門零件制造過程中所涉及的機械加工就是其中一個重要的環節，機械加工中的主要影響因素是加工變形。一旦發生變形，將會導致零件的實際尺寸公差與設計不符合，從而影響零件的質量。通過對機械加工零件變形現象產生的原因進行分析，找出有效的控制措施，避免對制造過程中的制造質量產生的影響。通過分析及驗證，制定相應的機械加工工藝。為保障核電門零件機械加工過程的產品質量提供保證。

1　、核電門零件及機械加工的分析

核電門根據功能的不同，在結構設計、外形尺寸方面都不相同，但基本可綜合分類為：門扇、門框、鉸鏈、門栓等主要類型零件。而這些類型的零件中，在機械加工時容易發生變形的典型零件又可以歸類為：細長軸類、薄壁套筒類、大面積拼焊板類、薄板箱框結構類。核電門零件主要是采用：沖剪、鋸削、刨削、銑削、磨削、鉆削、鏜孔、車削、折彎、輥圓、成形等機械加工方式進行加工。

2　、核電門零件機械加工中的變形原因探索

2.1熱處理導致產生變形

對于細長軸類零件，加工過程中的長徑非常小。需要對零件進行熱處理操作。經過熱處理的零件在后期的放置過程中，容易產生變形問題。具體表現在： （1） 零件中間鼓出一部分，加大了其平面偏差；（2）熱處理后零件在放置的過程中受到各種客觀存在因素的影響，產生了一定程度的彎曲問題。這些變形問題產生的原因主要有： （1） 經過熱處理后的零件內部的內應力發生了變化； （2） 實際操作中技術人員對于零件的結構穩定性了解太少，加大了零件變形現象出現的幾率。

2.2裝夾導致產生變形

對于套筒類零件，目前機械加工主要使用車削為主。此類零件本身的剛性不足，在裝夾的過程中，很容易因為坯件的原因而找不準正確的裝夾點，當零件上有幾個裝夾作用力時，容易引起裝夾變形。特別是四爪卡盤，在實際的作用過程中容易產生零件變形。

2.3內應力導致產生變形

對于大面積拼焊板類零件，由于焊接的過程熔融金屬重復產生高溫-冷卻過程，焊縫組織存在受拉的內應力，這種內應力如果沒有得到釋放，容易在后工序或者存放的過程中產生翹曲變形或者裂紋變形。這些變形問題產生的原因主要有： （1） 經過拼焊后的零件焊縫內部存在內應力 （2） 實際操作中沒有對零件的內應力進行很好的釋放。

2.4外力作用下導致的彈性變形

對于薄板箱框結構類的零件，加工過程中出現彈性變形現象。主要原因包括： （1）此類結構的零件自身的結構有不穩定，對于操作方法有著較高的要求。加工過程中操作人員忽略了這些構件的加工要求，引起了彈性變形問題； （2） 加工中對于零件的定位不合理，降低了零件的剛性強度； （3） 加工過程中切削力的存在引起了零件的彈性變形問題。這些方面的不同內容，客觀地說明了外力作用下對于機械加工零件加工質量的影響。

3　、主要的控制措施

3.1選擇熱處理后限型方式進行控制

熱處理后需要采取技術人員可靠的限型方式，提高加工零件的剛度，限制其變形現象的產生，避免零件加工過程中出現變形過大的現象。在具體的處理過程中，操作人員需要根據零件的功能特性，選擇可靠的限型熱處理措施，增強零件的安全可靠性。

3.2選擇合適的裝夾方式及控制坯件質量

為了避免機械零件在具體的加工過程中出現變形現象，需要技術人員在各種設備具體操作的過程中，采取可靠的措施提升坯件質量，確保上工序加工完成后得到的零件能夠符合零件技術要求，為后期零件的機械加工提供可靠的坯料質量保證。基于此，對于不同類型的毛胚，加工之前操作人員需要對其質量進行必要地檢查，對于其中存在問題的坯件進行及時地更換，避免加工過程中出現零件變形現象。同時，零件加工之前操作人員需要對加工設備的結構特點進行選擇合適的裝夾方式，確保裝夾的零件在機械加工的過程受力均勻且穩固。

3.3選擇減少內應力的工藝及對矯形控制

大面積的拼焊板因反復的高溫冷卻加熱，存在內應力。選擇合適的焊接方法，減少內應力的產生，比如間斷施焊、對稱焊接等。焊接后采用合理的熱處理方法，對焊縫進行釋放內應力。當拼板產生變形后，采用熱鉚方式進行反變形的矯形控制。

3.4選擇合適的加工工藝參數控制

薄板箱框式的零件因本身結構的限制，當受到切削力時，容易產生彈性的變形，通過合理選擇結構的定位，結合適宜的裝夾。工藝參數選擇分粗、精加工。刀具的主偏角和前角選擇較大的，粗加工時，背吃刀量和進給量選擇取大些，當精加工時，吃刀量一般選擇在0.2～0.5mm，進給量一般選擇在0.1～0.2mm/r，切削速度6～12m/min，精加工時用盡量高的切削速度，使用高速刀具，利用切屑帶走部分熱量，減少切削熱量的產生。另外，選擇合理的切削液，提高刀具的耐用度和加工表面質量。

結束語

機械加工零件變形問題，導致零件的實際尺寸公差與設計不符合，對零件后工序的正常制造過程產生質量問題，甚至為產品質量埋下了安全隱患。不但造成加工浪費，還加大了加工成本，而且也為零件使用壽命的帶來明顯的影響。通過對機械加工零件變形問題的原因分析，了解其產生的原因并制定有效的控制措施，采取合理科學的應對措施消除機械加工變形現象帶來的不利影響，為核電門零件的機械加工制造提供可靠的質量保障，整體保證核電門的產品質量。

［1］劉新強，王恩雙.機械零件加工中的變形與對策［J］.裝備制造技術，2012（08） .

［2］費雯.精密平板的熱變形理論與應用研究［D］.安徽大學，2010（05） .

［3］李海燕，許明.機械零件加工中的變形與應對措施［J］.汽車齒輪，2013（02） .

［4］丁向琴，周學冬.關于機械零件加工變形原因和改進處理措施分析［J］.科技風，2014（16） .