機(jī)械零件加工中的變形及其處理對(duì)策

摘 要：在機(jī)械零件加工過程中，被加工零件出現(xiàn)變形問題，會(huì)導(dǎo)致其使用價(jià)值降低，如果形變過大，零件直接報(bào)廢，不僅浪費(fèi)了材料，而且也給制造企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)損失。本文首先分析了機(jī)械零件加工過程中出現(xiàn)變形的幾種常見原因，隨后介紹了加工處理是需要注意的一些問題，最后結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，分別變從使用專用工裝、提高毛坯件質(zhì)量等方面，就如何提高機(jī)械零件加工質(zhì)量提出了幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：機(jī)械零件；變形問題；注意事項(xiàng)；處理對(duì)策

中圖分類號(hào)：TH161 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）12-0230-01

引 言

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的成熟，使得人們對(duì)機(jī)械零件加工的要求也越來越高。尤其是對(duì)于一些精密儀器，對(duì)所用機(jī)械零件的形狀、尺寸等參數(shù)都由嚴(yán)格要求。如果這些零件在加工過程中變形嚴(yán)重，將會(huì)直接影響儀器的使用效果。因此，探究機(jī)械零件加工過程中變形的控制策略具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

1 機(jī)械零件變形的成因分析

1.1 內(nèi)里作用引起的變形

在零件加工的過程中，一般會(huì)借助車床的三爪卡盤來固定零件，這個(gè)過程中需要充分發(fā)揮向心力的作用。其中為了是使零件不會(huì)輕易松動(dòng)，需要我們特別注意的是切削力的運(yùn)用需要小于加緊的力量，并且適當(dāng)控制切削力靈活改變。要想保證機(jī)械零件的加工順利進(jìn)行，就必須保證機(jī)械零件受力平衡，只有受力平衡了，才會(huì)盡可能少的出現(xiàn)零件變形的狀況。內(nèi)力作用導(dǎo)致的變形往往是比較難以進(jìn)行改變的，比較有效的改變方法就是對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行熱處理。

1.2 熱處理過程中的變形

盡管熱處理能夠改變一些由于內(nèi)力作用導(dǎo)致的變形，但是如果處理不當(dāng)，在熱處理的過程中也是會(huì)產(chǎn)生變形的。薄片類的機(jī)械零件是最容易在熱處理的過程中產(chǎn)生變形的。由于薄片類的機(jī)械質(zhì)地輕薄，長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)過加熱處理或者高溫處理，難免會(huì)產(chǎn)生類似草帽的彎曲變形，最明顯的表現(xiàn)就是中間有一部分是鼓出的，就跟“草帽”的形狀類似。這種彎曲的草帽型變形的結(jié)構(gòu)，相對(duì)于正常的值來講會(huì)相對(duì)偏大。其主要原因是工件的內(nèi)應(yīng)力作用產(chǎn)生的，在熱處理的過程中必須要保證溫度適中，熱處理的時(shí)間要長(zhǎng)短適中，否則難以發(fā)揮熱處理的作用。

2 機(jī)械零件加工中的注意事項(xiàng)

2.1 加工前進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)

由于不同零件的形狀、尺寸、材料以及加工要求各不相同，因此為了盡可能的避免零件在加工過程中出現(xiàn)變形，需要綜合上述要素展開科學(xué)的設(shè)計(jì)，為下一步的加工操作提供必要的參考。例如，根據(jù)被加工零件的材質(zhì)，決定選用哪種切削刀具，這樣就可以盡可能的降低切削過程中刀具對(duì)零件產(chǎn)生的壓力，避免因?yàn)閴毫D壓引起機(jī)械零件變形。此外，通過提前開展設(shè)計(jì)，還可以合理擺放機(jī)械零件，確保加工過程中受力均勻，也是有效預(yù)防變形的一種措施。

2.2 進(jìn)行科學(xué)的工作分工

通常情況下，機(jī)械零件的加工需要依次經(jīng)過粗加工和精加工兩個(gè)步驟。通過粗加工是零件初步成型，減少后續(xù)加工的工作量。然后繼續(xù)進(jìn)行精加工，對(duì)零件的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制。在實(shí)際加工時(shí)，將這兩個(gè)加工步驟進(jìn)行單獨(dú)分離，一方面能夠提高機(jī)械零件的加工效率，對(duì)于實(shí)現(xiàn)零件的批量化生產(chǎn)起到了積極作用；另一方面也能夠盡可能的減小加工過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，避免了機(jī)械零件中某個(gè)點(diǎn)受力過于集中而出現(xiàn)形變問題。

2.3 時(shí)效處理

時(shí)效處理又可分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種，通過時(shí)效處理也可以有效預(yù)防機(jī)械零件發(fā)生變形。其中，自然時(shí)效可以用來防止應(yīng)力集中引起的變形，例如在機(jī)械零件切削過程中，由于刀具和零件之間高速摩擦釋放出大量的熱，這些熱量難以及時(shí)釋放導(dǎo)致零件升溫，在高溫環(huán)境下零件可能會(huì)發(fā)生變形。此時(shí)將零件放到室外等自然環(huán)境下，使內(nèi)部的殘余應(yīng)力自然釋放，機(jī)械零件逐漸冷卻，物理剛度提升，從而有效地避免了變形問題。

3 機(jī)械零件加工中變形的處理對(duì)策

3.1 使用專業(yè)的工裝

機(jī)械零件加工操作對(duì)于細(xì)節(jié)要求極為嚴(yán)格，工裝的配套使用可以保證加工過程中機(jī)械零件的穩(wěn)定性，對(duì)于減少變形問題有一定的作用。因此，在選擇工裝時(shí)，要求加工人員根據(jù)相關(guān)要求，統(tǒng)一使用專用、配套的工裝。在開機(jī)加工前，進(jìn)行一次全面的車床檢查工裝，對(duì)于車床上的夾具、刀具等進(jìn)行檢查；然后對(duì)照?qǐng)D紙，將機(jī)械零件擺放在制定位置，用夾具進(jìn)行固定后開始進(jìn)行加工。另外，像切削刀具、鉆頭等加工工具，使用一段時(shí)間后不可避免會(huì)出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，還需要加工人員定期檢查和更換，以保證現(xiàn)場(chǎng)加工操作的順利開展。

3.2 提高毛坯零件的質(zhì)量

毛坯件的質(zhì)量決定了機(jī)械零件成片的品質(zhì)，尤其是對(duì)于一些加工標(biāo)準(zhǔn)要求較高的機(jī)械零件，更應(yīng)當(dāng)從原材料上采取質(zhì)量控制策略，盡可能的消除變形影響。除了要在采購過程中對(duì)毛坯件整體質(zhì)量檢修抽檢外，還要在進(jìn)場(chǎng)加工前執(zhí)行二次檢查，以防止這些毛坯件在存放過程中出現(xiàn)銹蝕等問題。高質(zhì)量的毛坯件往往具有較強(qiáng)的強(qiáng)度，在機(jī)械加工過程中不容易出現(xiàn)變形，對(duì)于成片零件整體質(zhì)量也起到了一定的保障。

3.3 實(shí)行工作激勵(lì)措施

機(jī)械零件的加工是一項(xiàng)專業(yè)化和精細(xì)化要求較高的工作，雖然目前多數(shù)加工工作都可以由電腦控制機(jī)床完成加工，但是也需要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)加工管理。為了提高員工的積極性，制造企業(yè)可以采取一定的激勵(lì)措施，強(qiáng)化質(zhì)量監(jiān)督意識(shí)。例如，將同一批機(jī)械零件的殘次品率作為考核員工績(jī)效的標(biāo)準(zhǔn)，如果機(jī)械零件變形問題嚴(yán)重、殘次品率超標(biāo)，則對(duì)負(fù)責(zé)員工進(jìn)行處罰；反之，如果保質(zhì)保量完成加工工作，則給予獎(jiǎng)勵(lì)等。這樣一來，可以提高員工的積極性，認(rèn)真完成機(jī)械零件的加工和質(zhì)量檢查工作。

4 結(jié) 語

在機(jī)械零件加工過程中，變形問題是普遍存在的。如果發(fā)生了變形問題，輕則影響使用價(jià)值，嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致零件直接報(bào)廢，給制造企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。因此，在機(jī)械零件加工時(shí)做好變形預(yù)防工作尤其重要。通過明確導(dǎo)致變形的幾種原因，可以采取針對(duì)性的防控手段，例如使用專用工裝或是嚴(yán)格審核毛坯件質(zhì)量等，對(duì)于預(yù)防和控制變形問題有一定效果。制造企業(yè)可以根據(jù)實(shí)際加工需要，合理選擇對(duì)策，提高機(jī)械零件的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]侯曉東.減少和控制工程機(jī)械車用鍛件熱處理變形的措施[C].先進(jìn)節(jié)能熱處理技術(shù)與裝備研討會(huì)，2012.

[2]谷 超.不銹鋼拉延件在電火花線切割加工中產(chǎn)生變形原因的分析及對(duì)策[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（20）：175～176.

[3]魏引煥，張曉燕，曹博濤.模具零件在線切割加工中變形分析及解決對(duì)策[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2014（05）：211～212.

收稿日期：2018-3-25