機械加工中工件變形的主要原因及預防實踐

楊秀文

摘要：機械設計制造行業應該在國家推進供給側改革的背景下，積極推進行業結構改革，還應該按照生產活動在質量方面的要求，加強技術在機械設計制造領域的應用程度，為人們生產與生活帶來便捷的條件。在機械生產制造環節，受到環境、工藝與材料自身特性等因素影響，可能出現工件加工的問題，會耗費大量的材料?；诖?，本文將重心集中在機械加工方面，研究工件在加工中出現變形情況的原因并提出解決對策。

關鍵詞：機械設計制造;工件加工;變形;原因分析;解決對策

工件為機械設備基本組成元素，工件的質量將會直接影響到設備運行情況，加強對工件加工的管控力度尤為關鍵，保證工件加工質量，成為穩定設備運行的保障手段。為實現制造大國向制造強國的轉變，我國機械制造業有必要關注機械工件在加工方面的工作，對工件加工進行質量控制，保證經過加工后的工件達到設計要求，為優質設備制造提供基礎元件。

機械加工工件變形的原因

機械加工工藝會受到工件結構、材質、熱處理與加工器具等方面的影響，致使工件容易出現質量方面的問題。在我國機械加工要求不斷提高的今天，制造人員必須擁有較高的技術操作水平，嚴格按照要求進行控制，否則也容易出現工件變形等問題。研究我國機械加工工件方面的案例，分析機械加工工件出現變形情況的原因：

工件結構與材質

工件的結構會對加工形成不小的影響，結構簡單的工件加工難度小，不容易出現加工變形的情況，但是對于過度圓角、截面突變、結構壁厚不均勻等復雜的結構，在加工環節存在較大的加工難度。工件材料的材質也會對加工形成不小的影響，材料強度低或可塑性差，均會加大工件加工的難度，一旦操作人員過度用力，會浪費不少的原材料。

加工摩擦

機械用具的制造要求不同，加工人員便需要采用對應的方法加工工件，同時應該合理應用加工器具，由此才能完成工件加工任務。在工件加工環節會使用大量的加工器具，加工人員如果不能合理的應用加工器具，很難達到工件在加工方面的要求，還會降低工件的質量。加工器具在應用時，對工件強度、硬度的把控，機械夾具的選擇、夾具力度的控制都有較高要求，一旦相關方面顧慮不足，難以保證工件達到質量控制要求。

加工器具

在加工工件階段，工件在進給方向存在工作面溫度不均的問題，會導致工件在向上部位發生變形的問題，呈弓形，工件單面摩擦變形的情況較為常見。工件和加工面在摩擦中會產生一定的熱量，在工件金屬流動特性的影響下，會改變應力大小。在此種情況下，一旦應力超出工件承力范圍，工件便會出現變形的問題。

機械加工工件變形的防護措施

選擇加工材質

工件的材質與結構均是加工工件時應該關注的內容，選擇工件材料，應該根據工件結構與材質可能引發的變形問題進行控制，選擇材料需要保證工件熱點與用途和需求一致。比如，在加工材料時，研究應用場景，確定工件材質，對于機座從提高其硬度角度出發，選擇鑄鐵;對于軸從強化工件韌性和剛度角度，選擇45#鋼調質。在工件加工環節，應該按照工件的使用需求和自身特性，靈活地使用施工材料。在輕載工況中，成本為工件加工必須關注的內容，綜合考慮施工成本，選擇表面噴丸、淬火等工藝手段。

設計工件結構時，工作人員應該收集各工件的參數，計算工件的強度，在不影響工件使用性能的前提下，保證結構壁厚度不會出現不均勻情況。在工件結構設計期間，應該加強對軟件的使用程度。通過軟件模擬工件的受力情況，確定工件在各環節工作的狀態與受力大小。在此基礎上加固工件受力較大部位，由此可以降低工件變形出現的概率。

提高加工方案的合理性

工件加工涉及的內容眾多，為確保各項工作可以有計劃開展，應該制定科學的加工方案，可以提高工件加工工作的整體水平，還可以規避工件加工變形的狀況。加工人員應該按照工件加工要求，優化加工方面的參數，改進工件加工的流程，確保加工方案內容合理、科學，具備較高的可操作性。

工件加工單位應該在生產活動進行前，組織技術人員研究生產要求，確定工件加工的重點與難點，確定工件設計圖紙各方面參數，確保加工方案擁有較高的可操作性。加工人員應該認真研究各階段的工作，基于工件結構與工件加工要求，不斷完善加工方案內容。加工人員在確定工件加工要求后，應該結合過往經驗進行預測，結合分析結構調整加工方案，防止工件加工行為，會對工件質量形成不良影響。

優化加工環節

切削作業為工件加工質量控制的重要內容，應該改進切削作業方式，結合工件自身材質和加工需求，確定加工所用的刀具，還應該檢查刀具的鋒利程度，選擇具備較高耐磨性且鋒利的刀具。刃磨角度為刀具選擇環節需要著重關注的內容，保證刀具刃磨角度在設計范圍中，防止工件受刀具影響出現變形問題。

在切削作業時，工件與工作面在摩擦中會產生大量熱量，可以選擇冷處理的方式，規避因摩擦帶來的各類問題。加工人員在條件允許的情況下，加工工件時，可以選擇高速切削加工的手段，通過該方式可以帶走大量熱量，還可以順利、高效推進生產工作。在工件加工環節，為規避工件變形的情況，可以選擇對稱加工的方式，防止工件內部產生應力。工件的部分位置容易出現變形問題，加工人員應該預處理該部位，在該處應力完全釋放后選擇精加工的方法。對于結構壁薄、結構不對稱等情況不能采用常規的做法。對于此類構件，在毛坯制作環節使用反向變形的手段，在工件容易變形的反方向預留一定的變形量，梳理加工環節可能遇到的各類影響因素。在此基礎上選擇質量控制方法，由此可以提高加工水平，規避影響加工質量的因素。

結語：

加工工件會受到很多因素影響，致使工件出現變形問題，不能達到質量要求。加工人員針對導致工件變形的各類因素進行控制，通過科學選擇加工材質、制定合理加工方案、優化加工環節等方式，解決由工件結構材料、加工器具等因素引發的工件變形問題。

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