機械加工中工件變形的原因及預防措施探微

王帥 張超倫

摘要：進入21世紀以來，我國的機械設計制造行業發展速度驚人，機械制造水平迅猛提升，給人們的日常生產生活帶來極大的便利。在實際的機械生產制造中，受到加工工藝、環境、材料等多重因素的影響，工件變形的情況不可避免。在生產中，變形的工件只能按照報廢處理，這不僅加大了制造材料的浪費，也對于生產的效率和進度產生了不利影響。基于此，在機械制造生產領域，不斷總結經驗做好工件變形分析，是行業最普遍關注的重要問題之一。

關鍵詞：機械加工；工件；變形；原因；預防措施

任何機械設備都是由眾多的加工工件組合而成的，任何一個工件出現故障或問題都會影響整個機械產品的正常使用。因此，要不斷提高機械產品的生產效率與品質，最可靠最基礎的路徑就是不斷提高工件加工的品質與效率。

1機械加工工件變形原因

機械加工工藝中，影響工件變形的要素很多，常見的如工件材質、結構、加工器具、熱處理等，通常有些變形不僅僅是單個要素作用的結果，可能是眾多要素聚合影響。正因如此，在機械加工工藝中，對加工人員的技術操作水平要求比價嚴格，因為稍有控制不當，就會造成工件出現不同程度的變形。

（1）工件材質與結構。機械加工中，如使用的材質可塑性差、強度低，作業時力度控制不當，用力過大會導致工件變形，輕則留下質量瑕疵，重則導致工件報廢。另外，機械加工零件結構也會引起變形情況的發生，如工件結構復雜，截面突變、過度圓角、結構壁厚不均勻等導致工件內部應力過于集中，一旦去除加工器具，工件變會出現變形。

（2）加工器具。工件加工中應用的加工器具較多，如加工人員對相關細節控制不當容易導致工件變形。一方面，加工人員對工件硬度、強度把握不準確，夾具位置選擇不合理或夾具力度控制不當，導致工件變形。另一方面，工件切削作業時使用的刀具不合理或鋒利度不夠，導致工件因承受較大的作用力發生變形。

（3）加工摩擦。工件加工時進給方向上的溫度不均勻，尤其工件單面因摩擦受熱，導致工件向上凸出，形成弓形。另外，加工面和工件之間也會因產生摩擦，導致工件的金屬流動特性發生改變產生應力，當應力超過工件承受程度時也會出現變形。

2機械加工工件變形的預防

機械加工過程中，工件變形給加工質量造成的影響較為明顯。研究得知，工件變形原因較為復雜，既有單一因素引起，又有綜合因素引起，因此，加工人員應提高認識，總結以往工件加工經驗，分析影響工件變形的原因，及時采取針對性措施加以預防，保證工件加工作業保質保量的完成。

（1）做好工件合理設計。為防止工件受材料及自身結構影響發生變形，要求加工單位做好充分準備，明確工件加工各個環節，尤其應嚴把工件設計關。具體應注重以下內容的落實：

一方面，加工單位應要求加工人員認真研究工件用途、工件所處的運行環境，明確工件強度、韌性要求，從性能、經濟角度對所用鋼材進行綜合考慮，選擇合適的鋼材。同時，做好鋼材性能研究，必要情況下對鋼材進行熱處理，在保證鋼材性能的同時，降低變形出現機率。另一方面，設計工件結構時，要求設計人員做好各工件各部分強度計算，在不影響工件使用性能的基礎上，保證結構壁厚度一致，結構合理。另外，使用專業軟件，對設計好的工件進行受力仿真模擬，掌握工件運行中的各種受力情況，設計時針對受力較大的部分，適當進行加固處理。

（2）制定合理加工方案。制定合理的工件加工方案，不僅有助于提高加工作業效率，而且還能預防工件變形情況的發生，因此，要求加工人員做好各個加工環節研究，保證制定的加工方案可行、高效。

一方面，工件加工單位及時組織技術人員認真分析工件加工需求，吃透加工工件設計圖紙，制定合理的加工方案。另一方面，要求加工人員總結以往加工經驗，認真研究工件結構，明確加工流程，保證加工作業不能對已加工好的部分造成影響。同時，要求加工人員根據加工局部形狀，選擇合理的加工刀具，尤其認真計算合理的切削參數，包括切削速度、進給量、切削深度等。同時，為驗證加工方案的可行性，及時發現與改進加工方案，正式加工前應進行試加工操作，發現變形，認真分析原因，及時對加工方案進行改進。

（3）注重加工環節優化。為預防工件加工作業中變形情況的發生，加工時應注重加工環節的優化，尤其應注重加工參數的控制與優化。

一方面，優化切削作業。使用刀具時應做好刀具鋒利程度檢查，使用鋒利且耐磨性能較好的刀具，尤其應選擇合理的刃磨角度，防止讓刀導致工件變形。另外，切削作業時為防止摩擦熱量聚集，應做好冷卻處理。如條件允許，可進行高速切削加工，提高切削效率的同時，使產生熱量被切屑帶走，避免溫度過高。另一方面，減小切削應力。減小加工中產生的應力，是預防工件變形的重要方法，因此，加工時應注重進行對稱加工，避免加工應力的出現。針對重要位置，加工人員應先進行粗加工處理，至應力全部釋放后再進行精加工操作。另外，如工件結構不對稱或結構壁較薄時，在制作毛坯的過程中注重采用反向變形措施，預防變形情況的出現，具體做法是：在工件可能發生變形的反方向留下合適的變形量，并認真考慮加工時的各種影響變形的因素。

3結論

機械加工工件變形原因復雜，加工人員應提高認識，做好研究與分析，在工作中不斷的實踐、摸索，掌握不同工件的加工方法與規律，制定切實可行的方案加以預防。本文通過討論得出的結論有：

（1）工件加工專業性強，涉及的內容多，其中做好工件變形控制是工作的重點。研究發現，工件材料與結構、加工器具、加工摩擦等會引起工件出現不同程度的變形，因此，應通過嚴把工件設計關、制定合理加工方案、做好加工環節優化等措施加以預防。

（2）工作實踐中，加工人員應保持持續學習的態度努力提升自己的加工水平，一方面，圍繞“如何預防工件加工變形”這一問題，積極總結加工經驗、做好加工相關環節的優化，注重自主學習，敢于大膽嘗試。另一方面，注重向經驗豐富的加工人員學習經驗，針對不同的工件，尋找最優的加工方法與加工方案，避免工件變形的同時，保證加工工作圓滿完成。

參考文獻

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