机械零件加工中的变形与对策探讨

孙润麒 路彬

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

1机械零件加工中导致变形的因素

1.1内力作用影响了加工精度

在進行车床加工时，通常情况下，都会用车床的四爪卡盘，将零件卡紧，利用其向心内力的作用，对机械零件进行加工。同时，机械零件要加工的过程，也会受内径向力作用。所以，为了确保机械零件不松动，在对其加工过程中，务必要保证机械的切削力小于其夹紧力。当切削力减小时，其夹紧力也减小，同时，若是切削力增大，则夹紧力也需要相应地增加，这样，才能保持机械零件加工的受力稳定。但是，在卡爪松开之后，加工出来的机械零件，其几何形状与在机床上加工时的形状已经完全不同，而且偏差较大，通常情况下，会呈现多边形，甚至呈椭圆形。

1.2热处理后及加工后的变形

在加工一些薄皮类的机械零件时，常常会出现零件中间凸起而周边平整的现象，由于薄皮形似草帽，称之为草帽型弯曲。这种零件变形的出现是因为：在热处理完成之后，零件因为自身温度降低而出现冷缩，靠近薄片中心的区域由于受到的拉力更大，因此会出现不同程度的凸起。薄片四周因为受力较小，所以不会出现明显的形变。热处理及加工后的机械零件变形程度与薄片厚度、薄片尺寸以及薄皮的材质都有关系，在进行变形处理时，也应当综合考虑上述因素，采取科学合理的解决措施。

1.3外力作用下引起的弹性变形

首先，在利用机床进行零件切削时，零件会因为刀具高速切削产生大量的热，这些热量不能及时的散发出去，从而使零件出现不同程度的形变，这种因切削产生的零件变形俗称“让刀”。其次，机械零件的加工往往要根据设计图纸来进行，但是由于零件内部构造中含有薄片和悬臂，因此在前期进行零件定位和装夹时，很有可能出现较大的误差，导致后期零件加工与图纸设计之间不能一一对应，从而引发零件的弹性变形。再次，在进行机械零件固定时，由于车床或夹具不平整，导致零件两侧的受力程度不一致，在进行切削加工时，受力小的一侧可能在切削作用下出现位移，从而导致零件变形问题。

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处理机械零件加工变形问题的有效策略

2.1进一步强化专用工装的使用

虽然机械零件加工流程中导致引起变形问题的主导因素具有一定的多样性特点，但是采取积极有效的措施避免该类问题的发生也相对可行，这就需要具体问题具体分析，减少加工误差值，避免变形问题的发生。从本质上来看，机械零件加工过程中精度控制十分必要及关键，对专用工装进行选择利用，就能将外界因素的影响作用科学降低，零件也就能处于相对稳定的状态下进行加工。

2.2强化零件硬度及刚度

热胀冷缩是物体的一种基本性质，在物理反应中十分常见，机械零件加工也是如此，当完成对零件的热处理后，拉力等关联因素的应变值就会呈现大范围拓展趋势，一旦出现应力收缩问题，零件形状就会发生改变，在解决该类问题时，需要将操作时间控制在零件正式加工的前期阶段，通过对热处理渗透程度进行限制，就能有效提高零件硬度，促使其刚度达到最佳标准，以此为依托，在后续进行零件热加工时，变形拓展范围也能得到有效控制，这对于提高机械零件的加工精度来说至关重要。

3机械零件加工变形问题的防治对策

3.1提升机械零件图纸设计的精准性

任何项目的高效开展都需要有图纸做依托，在机械零件加工领域更是如此，这对于提高零件加工精度来说意义重大。从当前形势来看，机械零件加工大多依托数控机床，在其加工结构不断优化调整的过程中，工作人员可以借助软件模拟的应用优势，通过计算机等现代信息技术，对加工设计的精准度进行合理判断，而后计算机就能根据有效数据，在整合及分析的基础上，对机械加工的整体流程及操作路径做出系统规划，在减少加工变形问题发生频率的同时，进一步提升零件加工精度。

3.2对加工流程进行科学管控

机械零件在实际加工过程中普遍处于性能弱化的可控阶段，如果忽略各类主导性影响因素，后续加工能效就会不断下降，这对于机械加工精度的控制来说也会带来消极影响，因此，在加工阶段应当对机械变形问题进行重点考量，以加工要求为切入点，对加工手段及工艺进行科学选择，尤其是对内部应力的控制，更应当作出最优衡量及处理，采取积极有效的措施减少应力值，促使零件内部始终保持稳定状态。在工作人员对零件进行加工时，应当严格按照规章制度进行规范性操作，根据实际推进流程做好前期准备工作，进一步强化对各个操作流程的质量控制，促使零件加工更加具有指向性，实现对机械零件加工变形问题的科学防控。

3.3对机械加工进行工序划分

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。同时，还要保证机械加工过程中工艺的基准性，这样既可以保证日后便于修理，又有效地避免和减少由于加工过程中基准不一而造成的误差，从而确保了机械零件的加工精度。

4结束语

机械零件的加工制作是一项对技术含量要求较高的工作，稍有不慎就可能会产生变形。因此，需要我们认真分析产生变形的成因，并按照严格的操作程序进行操作，在加工之前，做好各项工作的准备，检查机械设备是否处于正常工作的状态。对于产生变形的成因对症下药，从根本上减少或避免变形问题的产生。

参考文献：

[1]周莉.机械零件加工中的变形与对策探讨.中国设备工程，2017.24.108-109.

[2]李杨.机械零件加工中的变形与对策研究.现代盐化工，2017，44.03.31-32.

[3]董哲.机械零件加工中的变形与对策初探.现代盐化工，2016，43.05.15-16.

（作者单位：航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司）