机械零件加工中的变形与对策探讨

2017-01-19周莉

中国设备工程 2017年24期

关键词：装夹热处理工序

周莉

（许昌烟草机械有限责任公司，河南许昌 461000）

机械零件加工中的变形与对策探讨

周莉

（许昌烟草机械有限责任公司，河南许昌 461000）

机械零件在加工的过程中经常会出现变形的现象，这一情况出现的原因主要是受到内力、外力和自身材料的变形引起的。本文就对机械零件常见的变形原因进行分析，并且针对变形产生的原因进一步提出具体的改进措施。

机械零件；加工；变形；对策

机械零件的加工过程中出现变形的现象是在所难免的，尽管现在机械加工的水平有了很大的改善，但是仍然无法摆脱这一现象。其中零件变形不仅仅会影响零件的美观，还会对零件的功能产生很大的影响，使零件无法正常的使用，或者使用的效果大大降低。因此，我们必须寻求有效的方法来尽量避免这一问题。

1 零件变形的原因以及变形种类

首先，先来了解一下什么叫做零件变形，零件变形主要指的是在零件的加工过程之中，零件的大小尺寸或者形状等要素发生了变化，导致零件产生变形的因素以及变形的种类千差万别，下面就来具体了解一下产生不同程度变形的原因。

1.1 内力作用导致的变形

在零件加工的过程中，一般会借助车床的三爪卡盘来固定零件，这个过程中需要充分发挥向心力的作用。其中为了是使零件不会轻易松动，需要我们特别注意的是切削力的运用需要小于加紧的力量，并且适当控制切削力灵活改变。要想保证机械零件的加工顺利进行，就必须保证机械零件受力平衡，只有受力平衡了，才会尽可能少的出现零件变形的状况。内力作用导致的变形往往是比较难以进行改变的，比较有效的改变方法就是对机械零件进行热处理。

1.2 热处理过程中产生的变形

尽管热处理能够改变一些由于内力作用导致的变形，但是如果处理不当，在热处理的过程中也是会产生变形的。薄片类的机械零件是最容易在热处理的过程中产生变形的。由于薄片类的机械质地轻薄，长时间经过加热处理或者高温处理，难免会产生类似草帽的弯曲变形，最明显的表现就是中间有一部分是鼓出的，就跟“草帽”的形状类似。这种弯曲的草帽型变形的结构，相对于正常的值来讲会相对偏大。其主要原因是工件的内应力作用产生的，在热处理的过程中必须要保证温度适中，热处理的时间要长短适中，否则难以发挥热处理的作用。

1.3 弹力变形

在机械零件进行切削的时候，切削力会作用在零件的表面，材料本身是带有自身的弹性的，因此就难免会产生弹力变形，这种弹力变形往往会被称为“让刀”。其中薄壁零件是最容易产生这一弹性变形现象的，所以对于薄壁类零件需要我们有充分的措施去应对。一般而言，弹力变形主要包括三种。

（1）由于机械零件结构中含有薄壁以及各类悬臂等，使零件无法准确完整的定位，这就导致了装夹的不合理。再加上零件自身缺乏钢性，就会出现变形的现象。

（2）在机械零件加工的过程中，对零件进行切削时，产生的“让刀”现象所致。

（3）还有一种常见的变形就是由于切削刀带来的影响，导致加紧的一侧形状比较完好，但是另一侧就会发生不同程度的变形现象。

1.4 塑性变形

相对于以上几种变形来说，机械零件的塑性变形属于永久变形，在机加过程中是要尽量避免产生塑性变形的。加工成型的高精度零件一旦产生塑性变形一般就做报废处理，而对于粗加工状态的零件，要纠正其塑性变形，可以通过外力压校进行处理。

2 机械零件加工中的注意事项

只有尽力保证一系列加工的环节准确无误才能够保证零件的品质，因此为了保证零件的加工品质，我们可以从以下几个方面多加注意。

2.1 在加工之前科学地进行设计

在进行零件加工之前，科学合理地设计是保证加工过程中减少事故发生的重要技术措施。因此，我们不仅仅需要分析机械零件的结构、尺寸大小以及作用，还要能够有效地分析如何才能够提高零件的强度。除此之外，为了保证加工过程中变形的情况减少，还需要对零件的材质以及刚度进行合理的分析。在零件装配过程中避免不必要的挤压，使零件受力均匀，进一步避免零件产生变形。

2.2 进行严格的过程控制

在进行零件的加工时，一定要避免因为人工失误造成的零件变形，严格按照零件的制造工序进行生产，减少零件可能会产生的应力。同时，工作人员需要按照严格的规章制度来检验零件的加工。只有安排充足的消除内应力的操作工序，才能够使零件的操作与加工残余应力减少，有助于零件制作的品质提高。

2.3 分工完成

机械零件的加工一般是要经过粗加工与精加工两道工序的，对于有些零件，必要时还需要增加半精加工。因此不能够把两道工序合为一步，必须要保证科学地按照两道工序进行生产，以减少可能会产生的应力。除此之外，两道工序的加工过程中需要留有充足的时间来保证应力的消除。这样可以最大程度地保证加工过程中由于基准不一造成的误差。

2.4 自然时效处理和人工时效处理

一般而言，人工时效处理主要是针对一些难以恢复的问题，例如加工过程中受热不均造成的变形等。对于一些常见的小问题，就可以通过自然时效处理来进行解决，主要解决的方面就是减少应力防止产生变形。例如比较常见的自然时效处理就是在粗精加工这两道工序之间，将零件放置一段时间，让零件自然冷却，降低应力带来的不稳定性，防止因应力作用产生的变形。

3 对于常见变形的处理对策

经过以上的分析探讨可以看出，造成零件变形的原因不一，解决以及防治的问题也应该做出相应的调整，增加措施的适应性和有效性。总的来说，存在的共性就是需要从减少应力以及外力的作用。下面就来具体研究一下有哪些有效的改进措施。

3.1 统一使用专用的工装，避免产生装夹变形

机械零件加工时是一项精细化的工作，对于细节的要求是十分严格的。一般来说，一些小的失误就会对零件的品质产生干扰。所以选用专用的工装是十分有必要的，加工人员在进行加工的时候，准备工作是十分有必要做好的，只有做好了准备工作，才能减少一些因素对零件的干扰。加工人员在对零件进行加工时，首先需要对车床上的零件进行检查，其次对于图纸要有准确的把握，确定零件要安装的位置，对零件的装夹位置有大致的把握。这样能在装夹的过程中减少变形的可能。

3.2 增加零件的刚度，以防零件过大产生变形

零件在经过热处理之后，刚度会减小。为了减少热力因素产生的变形，要使用统一的工装来避免热力因素产生的变形。在机械零件未加工之前，需要限热进行处理，这样机械零件的刚度就会增强。这样经过热处理过后的产品就会增加零件的刚度，零件刚度增强了，装夹过程中的变形就会减少了。

3.3 提高毛坯零件的品质

机械中的毛胚零件需要尽可能增强其品质，使零件的可塑性增强，这样的话，机械中的内部残余力能够做到进一步的消除，并且及时进行筑件的处理。在流水线的制作过程中，很多车间不注重对于毛坯产品质量的提高，而是专注于后期的监工制作，产生了一系列的问题。首先，毛坯零件作为机械零件加工的基础，只有具有较高的品质以及较好的可塑性才能够使零件的品质得到保证，减少变形现象的发生。

3.4 对薄片类的零件特殊对待

对于薄片类的机械零件不仅仅需要做到增加零件的刚性，还要跟其他壁厚的机械零件区别对待，在受热加工处理的时候严格掌控受热的温度以及加热的时间长度。粗精加工的工序之间留有充足的时间来保证应力的消除。在零件的包装以及运输过程中轻拿轻放，防止产生挤压或者碰撞造成一定程度的变形，影响机械零件的使用效果。

3.5 严格整合制作的各道程序

只有各道工序协调配合才能够高效率、高质量地完成工作。一般而言，在确定零件制作需要的工序之后，需要我们克服制作过程中的阻力，严格按照既定的操作步骤、按部就班地完成零件的加工与制作，这样才能够确保不确定因素对零件的干扰。总体上提高零件加工与制作的质量。

3.6 优秀员工的鼓励政策

零件加工与制作是一项枯燥的工作，员工很容易在这样枯燥的工作中失去对工作的兴趣。随着积极性与工作兴趣的消失，就会降低工作的效率，降低产品的品质。所以公司需要注重对员工工作以及生活的关心，让员工的劳动得到及时稳定的反馈。这就需要制定健全的奖励政策，对于产品生产质量连续优秀的员工给予物质和精神上的鼓励。这样一来就会调动员工工作的积极性与工作兴趣，在一定程度上帮助提高了产品的质量，降低了可能会出现零件变形的可能性。对于因员工操作不当出现失误造成的零件变形给予适当的惩罚，让全体员工引以为戒，避免再次出现失误。在员工整体中形成积极向上的氛围，积极进取，提高零件的质量。