机械零件加工中的变形及控制对策研究

陈玲芝

摘 要：世界经济水平发展飞快，为了满足现代化的生产需求，传统的手工流水生产线已经被机械化流水线所代替。无论何种机械设备，其基本组成单元都是零件，为了保证机械设备的使用寿命和运行质量，机械零件在设计时就针对规格尺寸进行了严格的要求。但是在实际加工零件的过程中，由于多种外界影响因素，可能会导致机械零件出现某种程度上的变形，导致零件报废，给企业造成严重的经济损失。基于此种情况，深入研究机械零件加工变形的控制应对方法是非常重要的。本文首先针对机械零件加工变形的种类和产生原因进行了深入的研究分析，并提出了几种行之有效的控制对策。

关键词：机械加工；零件变形；控制对策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.054

0 引言

通常情况下，机械零件加工变形是指零件在进行加工的过程中，受各种因素影响，出现了不可控的形状或者尺寸变化，导致零件报废。这种变形在正常的加工过程中是很难避免的，虽然当下的机械加工水平已经非常发达，但仍然无法摆脱此现象。同时，变形会导致大量加工零件不能使用，造成巨大的资源浪费，导致企业出现严重的经济损失。因此，需要针对机械零件加工变形原因进行研究，根据实际经验实施科学有效的控制对策，降低损失。

1 零件变形的原因及变形种类

1.1 内力作用导致的变形

在进行机械零件加工时，都会使用夹具来固定工件，例如车床就是通过三爪卡盘固定工件。为了保证工件在加工过程中不会出现松动，需要特别注意对切削力的控制，灵活的改变切削力，以保证其一直低于夹具的夹紧力。同时为了保证零件加工的正常进行，还需要调整工件的受力情况，以保证工件受力的平衡，才可以降低零件的变形情况。根据上述内容可知，由内力作用造成的变形是难以消除的，目前比较有效的方法只有对机械零件进行加工后热处理。

1.2 热处理过程中产生的变形

一般来说，热处理主要是用以消除由内力导致的变形的，但是如果在热处理过程中操作不当，也有可能致使零件出现变形，特别是薄片类的零件，极易在热处理过程中发生变形。这主要是由于薄片类零件的材料比较轻薄，在长时间处于高温环境的情况下，就会出现弯曲变形，其主要的表现特征为在零件的中间部分会产生凸起，其形状与草帽较为类似。造成这种弯曲变形的主要原因是由于零件的内应力，因此，在对零件进行热处理时，一定要严格的控制温度以及持续时间，以降低零件热处理变形的出现。

1.3 弹力变形

在对零件毛坯进行切削加工时，零件的表面会承受大量的切削力，而由于毛坯材料通常会具有弹性特性，所以就会发生弹力变形，一般零件加工人员都将这种变形称为让刀。其中薄壁类的零件由于具有很强的弹性，因此极易产生弹性性变。以下为比较常见的三种弹力变形：

（1）在一些机械零件中会存在薄壁以及悬臂等各种结构，这些结构会导致零件不能进行准确的定位，从而导致了不合理的装卡，而且此类零件本身的钢性较低，最终导致了弹力变形。（2）在对零件毛坯进行切削加工时，出现的让刀现象导致的弹力变形。（3）还有一种情况是由于刀具造成的，在贴紧刀具的部分，其加工形状较为完好，在其他部分就会出现程度不同的弹力变形。

1.4 塑性变形

与上述的几种变形情况相比，机械加工造成的塑性变形是不可逆的永久性变形，因此要在切削加工中尽量的避免。对于一些精度要求较高的机械零件，如果处理了塑性变形就只能进行报废处理，对于精度要求较低的粗加工零件，可以通过压力较正的方法减少塑性变形。

2 机械零件加工中变形问题的应对措施

2.1 使用专用工装，减少装夹变形

实际上，机械零件加工工作对于精度的要求是非常严格的，因此，使用专用固定设备对工件进行固定，可以有效的保证工件在加工过程中不会出现位移，还可以减少工件装夹造成的变形。此外，机械加工人员在开机工作前，应该做足准备工作，全面检查固定在机床设备上的零件，并与图纸进行详细的对比，检验对比工作的固定位置是否合理。

2.2 增加零件刚度，防治过大变形

很多的机械零件在进行热处理后，都会发生应力收缩，造成零件变形。为了解决这个问题，可以在切削加工前對工件进行合理的热处理，以提升工件的刚度。在经过这种处理后，如果在切削加工后再次进行热处理，也不会产生明显变形，从而提高机械零件加工精度。

3 机械零件加工变形问题防治的注意事项

对于机械零件加工操作来说，我们不仅要防治其加工阶段的变形问题，还需要通过加工操作获取预期的零件成品，因此，在机械零件加工期间还需要注意以下几方面的问题：

（1）要确保机械零件CAD图纸设计的合理性和精确性。现阶段，数控机床成为机械零件加工的主要手段之一，加工人员可以通过软件模拟的形式，在计算机上检验该加工设计的精确性和合理性，并利用计算机的数据处理和数据分析功能，制定实现机械加工动作的有效策略，确保在不出现机械零件加工变形的前提下，提高机械零件的加工精度。（2）严格的过程控制。在进行机械零件的加工制造时，重视机械零件的变形问题，一定要采取准确有效的加工方法，安排足够的消除内应力的工序，减少机械零件的残余应力。相关操作人员在加工期间，务必要严格按照相关的规章制度，按部就班的完成各项准备和检查工作，做好加工准备、操作管理和变形防控等各个流程步骤的控制，并将全过程控制理念引入到零件加工的各个环节中，实现变形问题的彻底防控。（3）要分工完成。在机械零件的加工过程中，一定要将其加工工序分为精加工和粗加工两个工序，而且为了保证机械零件内部应力的消除，必须要在两道工序之间，将机械零件存放一段时间。

4 结语

机械加工是一项技术性较强的工作，对零件的加工尺寸和加工形状均有着非常高的要求。为了保证零件加工的质量，不仅要采取科学合理的应对政策，还要对工人的技术水平有所要求。同时应该制定有科学的管理制度，在加工开始前一定要做好准备工作，降低变形发生的可能性，从而提升工作效率，提高企业的经济效益，有效推动我国机械化加工流水线技术的发展。

参考文献：

[1]马绍怀，刘家鸣，王振勐.机械加工变形分析[J].南方农机，2015，

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[2]刘增伟，史小园.机械零件加工变形的原因分析及其改进[J].企业技术开发，2014，33（29）：90-91.