淺析機械零件加工中的變形問題及對策

喬榮來

摘 ?要：在工業生產中，機械零件的尺寸和規格都有著嚴格的要求，但在實際加工過程中機械零件經常會因許多外界因素的影響產生不同程度的變形，對機械零件的質量和設計預期精度造成一定的影響，甚至會給企業和廠商帶來較大的經濟損失。面對激烈的市場競爭，企業和廠商要想提高自身的競爭能力，就必須對導致機械零件加工變形的因素加以分析，并找到相應合理可行的對策，達到提高產品精度，保證零件質量的目的。

關鍵詞：機械零件;加工;變形

中圖分類號：TH161 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

在機械零件加工生產過程中，由于受到各種外界因素的影響，導致其不可避免地會發生一些變形，對后續工作的進行造成一定的影響，嚴重時甚至會影響到工業產品的質量安全和企業的經濟效益，因此如何能夠降低機械零件發生變形的概率，提升零件的質量已引起相關技術工作人員的深思。機械零件的零件結構、零件大小以及所處位置等都會導致其發生不同程度的變形，基于此，該文介紹了機械零件變形的種類，根據不同情況具體分析了加工中變形問題的處理對策，并在最后探討了防止機械零件加工變形的注意事項。希望能夠通過該文的研究為機械零件加工提供一個優質的平臺，從而促進我國機械生產加工行業的不斷發展。

1 機械零件變形的種類

1.1 內力作用引起的變形

自進行車床加工時，一般來說都會使用車床的四爪卡盤將零件卡緊，在向心內力的作用下對機械零件進行加工處理。為了保證零件在進行加工過程中不發生松動，一定要保證加工零件的切削力要小于車床加緊的力量，同時車床產生的加緊力也因切削力的變化而同向變化，只有保持雙重壓力平衡，機械零件加工才能順利完成。在松開車床卡爪后，加工完后機械零件的幾何形狀與在機床上加工時的已完全不同，在這種大偏差情況下，機械零件會發生變形甚至會呈現出橢圓形。當然，這種情況造成的形變多數是可以預防和避免的，只要將機械零件進行適當的熱處理就可以有效地緩解、消除。

但是當這種內力作用產生的變形在進行熱處理消除后，又會產生新的問題：機械零件進行精加工時零件夾裝方式與粗加工是相同的，因此精加工要更加注意對零件加工形變的控制，尤其在削磨加工時，更要控制好機械零件變形的程度。

最后在后續加工過程中，例如精鏜內孔加工階段，由于它是在削磨基礎上進行的，必然會導致精鏜內孔不夠精確，使加工出的零件不能滿足設計圖紙和工業生產要求，因此，針對這一情況應該研究出新的裝夾方式，使機械零件在裝夾時避免承受對徑向力。例如，可以針對每道加工程序設置出專門的夾具，有效地緩解裝夾引起的機械零件變形。

1.2 外力作用引起的變形

在對機械零件進行削切時，零件表面會受到較大的削切作用力影響，由于機械材料本身是具有彈性的，因此在削切力的作用下會發生一定的彈性形變，這種彈性形變我們通常稱為“讓刀”，薄壁零件是最容易受到外力產生這種彈性形變的產品。通常來說，這種外力作用下的彈性形變主要包括以下3種：第一，如果機械零件中含有薄壁或者懸臂，零件難以準確完整的進行定位，極易造成零件裝夾不合理，加上零件自身的強度有所欠缺，就會出現機械變形的情況。第二，在對零件切割時，產生的切割力所致。第三，切削設備對零件產生的影響，即零件一側切割的形狀較為完好，但是另一側發生了一定程度的變形現象。

1.3 熱處理及加工引起的變形

當機械零件較薄或者機械零件的長徑比較小時，對零件進行加工后或者對其進行熱處理過后，經過一段時間的放置，零件本身就會發生彎曲現象。例如零件的中間會出現凸出的一部分，從外形上看猶如一頂草帽，因此可以稱為草帽型彎曲，發生草帽型彎曲的零件與規定要求相比，其平面相對來說會偏大一些。對于長徑比較大的零件來說，它們進行熱處理并放置一段時間之后，會發生彎曲，其直線度經檢測可知比以前偏大。以上這些情況的出現，都是由于零件本身內部存在一定的內應力所致，當零件內部的內應力分布處于平衡狀態時，機械零件的形狀也保持一種穩定的狀態;但當對零件進行熱處理，引起了機械零件內部的一系列變化，進而導致零件外形也產生了變化。

2 機械零件加工中變形的處理對策

通過上文的分析我們可知，造成機械零件加工過程中發生形變的原因多種多樣，因此進行問題解決和防治時也應該采取不同的措施。總結來說，主要可以分為以下幾種。

2.1 選用專用工裝

機械零件的加工處理是一件相對較為精細的工作，它對加工生產細節的要求較高，甚至加工過程中存在的一些細小的誤差都會對機械零件甚至整個工業生產產生影響，因此加工機械零件時選用專用的工裝是十分重要也是十分必要的。另外操作人員在對零件加工操作前，應該充分做好準備工作，將外界因素對零件加工造成的影響降到最低。例如在加工機械零件前，操作人員應該對車床上的零件進行認真檢查，接著與設計圖紙進行認真核對，準確掌握零件需要安裝的位置，這樣才能夠更精確地設置零件裝夾的位置，減少零件在加工時產生形變的可能性。

2.2 增強機械零件剛度

一般情況下，機械零件在經過熱處理后，其本身的剛度會有所減小，使零件容易產生形變。因此為了減小熱處理后引起的熱力變形，應該在進行熱處理之前對零件進行限熱處理，適當增加機械零件的剛度。機械零件的剛度增加了，其在裝夾工程中的變形便會自然減小。

2.3 提升機械零件設計的精準性

精準的設計圖紙是保證機械零件質量的基礎和前提，因此機械零件設計的科學合理性，能夠大大提升機械零件加工的精確度。現階段，隨著科學技術水平不斷提升，機械加工過程中涌現出了多種多樣的高新技術設備，數控機床也已經得到了廣泛的應用。因此操作人員可以利用先進的生產加工設備，依靠日益完善的電子信息技術，先建立其加工模型 ，然后在模型上進行模擬加工，從而判定設計圖紙的合理性，并根據合理的圖紙進行加工生產，有效降低零件變形的可能性，提升機械零件的精度。

2.4 嚴格管理加工流程

如果在零件加工過程中，能夠重視每一過程的加工質量，就會大大提升后續的加工能效。因此為了保證機械零件的加工質量，應該科學選擇加工工藝并嚴格管理機械加工流程。另外，加工工作人員也應該不斷進行業務學習，加強自身的技術能力，針對加工中的每一道工序都應該嚴格遵守操作規范，從根本上防止機械零件產生加工形變，提升零件的整體質量。

2.5 降低機械零件加工溫度

上文已經闡述，機械加工過程中溫度的升高以及切割刀片與零件之間熱量的增加，都會導致機械零件發生不同程度的形變。針對這一情況，可以適量使用切削液，減少切削過程中產生的摩擦，進而降低機械零件與切割設備之間的熱量，降低因溫度升高零件發生形變的概率。

3 結語

總的來說，機械零件加工是一項對技術含量要求較高的工作，加工過程中任何一個失誤都可能導致零件發生變形，因此操作人員應該嚴格遵守加工規范和加工流程，并就產生變形的原因進行對癥處理，從根本上提升機械零件的加工質量。

參考文獻

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