机械加工中工件变形的原因及预防措施探讨

陶永亮

摘 要：随着自动化和智能化技术的发展，在机械的加工和制造过程中，大部分加工作业都由自动控制系统完成，由此可以减少大量的劳动力，提高产量和工作效益。但是在实际的工作中，受到不同因素的影响，使得其产生变形，继而影响加工产品的质量，所以针对出现的工艺环节和部位，进行技术改造确保机械运转的正常。本文将分析机械加工中工件变形的原因，并且提供对应的预防措施，继而保证产品加工的质量。

关键词：机械加工;工件变形;具体原因;预防措施

引言：

在机械加工过程中，容易出现产品的变形问题，继而影响企业的经济效益，因而要针对这种情况，进行不断总结和完善，尤其是相关的工艺和自动化技术等运用，要根据不同工艺的实施要求和规范进行，在进行参数设计时，要确保其合理、科学性，并且在设计好后，要采用检测和实验，保证设计的正确性。在具体的机械加工时，要规范员工的作业行为，还有在设备运行中产生的电流和扩拉力，要进行科学的计算，确保运行的正常和稳定，

1.机械加工中工件变形的原因分析

1.1工件的材质和结构问题

工件的变形与其材质有着最直接的关系，比如产品的形状、规格、厚度以及强度等，所以在进行设计时，可以结合这些具体的数据，进行优化，特别是在一些较大规格的工件，要确保其结构的合理性，对其硬度和疏松等进行检测，如果其中截面和圆角等设置不合理，就会造成在加工过程中，应力的过度集中，继而导致产品的损坏和变形[1]。

1.2工件装夹造成的变形

在进行装夹操作过程中，作业人员对于定位面和夹紧点的方式不对造成变形现象，继而影响其质量，严重时会使得工件报废，还有当夹紧力超过可承受的拉力时，会造成还未加工就出现变形等问题。

1.3加工摩擦作用

在进行加工时，刀具和切削的表面产生较大的摩擦力，还会产生巨大的热能量，直接传给工件的表面，受温度不均匀，造成突出，继而产生变形，还有各个工件间的摩擦，引起工件内部的金属特性流动。

1.4内应力影响

在加工前，相关的工件里面处于一个较为平衡的状态，但是在进行加工时，有关外力的作用，导致在内部产生不平衡应力，从而使得产生变形问题。

1.5热处理变形

一些部件需要在加工时经过热处理，因而会由于材质和温度的原因，导致产生变形。

2.工件变形的预防措施

2.1选择合适的材料

要根据实际的工件特点和运用部位，对于一些受力较大，而且容易产生变形的工件，可以选择不同的合金钢材料，他们具有很好的强度和抗变性能。还有在设计时，要结合具体的加工和制造工艺流程，进行结构的改造和组合设计，可以提高结构的稳定性性，此外对于一些大型的工件要等到内部应力消散时，才可以进行加工处理。

2.2选择合适的装夹方式

主要是根据工件的具体情况，如果有不同方向的夹紧力作用时，确定夹紧的先后顺序，其中的工件与支撑接触应该先进行，但是要防止力度过大，而平衡方向的夹紧，可以放于后面进行。然后增大工件与夹具的接触面，或者使用轴向加紧力，来增强零部件的强度，可以有效防止变形问题的出现，还有比如在铣削加工时，对于一些较薄的工件，可以多使用弹性夹板，在车削内测和外围，可以运用开口过渡设施和弹性轴心来进行，可以有效提高承载力，抵抗变形问题。而轴向夹紧，将特殊的夹具装置在工件的表面，可以缓解强度差造成的变形问题[2]。

2.3减少切削力大小

切削力的控制，可以缓解工件的变形问题，所以在进行加工时，要选择合适的刀具，并且在其充分的冷却下，控制好切削量，可以有效减小力量，但是相关的刀具要保持锋利和耐磨性，其结构设置要与刃磨角度相同，防止让刀现象造成变形。还有对其冷却时，可以降低热能的传递，提高其质量。更重要的是在进行加工时，对其切削力的大小，要进行科学的计算，比如在进行粗制的切削时，可以加大力度，而在精细化作业时要减小，为了尽快将切削中产生的热量排出，可以运用高速切削处理，可以迅速的完成切削，还能带走产生的热量。

2.4减小内应力

加工时，金属表面会受到挤压以及摩擦力等作用，内部产生较大的应力，因而为了减少应力的作用和影响，可以采用对称加工的方式进行，从而使得与产生的应力相抵消，尤其是一些关键部位的加工，先进行粗加工，等到内部的应力消失后，再进行精细加工。还有一些结构不对称的工件，运用反变形进行工件的毛坯制造，使得变形量与工件变形方向相反，同时将影响变形的因素结合起来，等到金属加工好后，就会大幅度的降低变形问题。消除内应力的具体方式有加强对有关零部件的高温处理，然后利用振动和自然因素的影响，来促使其恢复和降低变形，如果内部还存在着部分应力，应该对工件的内部进行改造设计，然后再进行热处理，依据对应的工艺要求进行[3]。

2.5热处理

依据不同的工件材质，运用不同的加热温度和时间的控制，将要校正的零部件重叠放置在一起，然后运用工装处理压紧为平直，再放到加热炉中，使得其内部的结构达到稳定，因而工件的刚度会有所提升，可以降低硬化现象。

2.6人工校正

當进行加工时，工件产生较为严重的变形问题，就要采用人工的方式进行校正，减少变形量。在变形的敏感区域内，可以采用施加反向从下到上的压力，并且保持一段时间，内部结构发生变化，当力量较大时会产生断裂问题。还有在其变形外部进行敲击处理，利用外力的作用，使得其发生变化和延长，继而达到降低变形的目的，但是会影响工件的质量，要控制好对应的力度。

2.7其他措施

当对加工的产品中的应力不及时采取措施控制，就会使得产生的严重质量问题，但是如果运用强制性手段进行，比如专用夹具和振动时效等措施，会降低变形量，利用振动时效去除残留的应力，提高运行的效益和质量，主要是用于较大的工件加工处理中。比如在航空行业中，有关零部件较薄，而且在加工时容易出现变形问题，当其规格和壁厚的数值差异不超过五十时，就可以自动进入模态宽频处理状态中，可以对其中的残留应力，进行动态的模仿和监测，并且与相关的工装夹具设计相一致，解决使用中的变形和裂纹等问题[4]。

3.结束语

综上所述，在机械加工时，容易出现变形问题，继而影响产品的质量，虽然自动化和智能化技术的发展，使得其代替原有的人工作业，但是通过分析得知，当设计和工艺参数以及作业不规范时，都会引起变形问题，针对这些问题，提供对应的措施处理，可以在一定的范围内减少变形问题，但是如果想从根本上去解决变形，就要不断研究相关的技术，进行改造和优化，从而提高加工产品的质量。

参考文献：

[1]董早生，张程，季业益.机械加工中工件变形的原因及预防措施探讨[J].科技风，2020，No.416（12）：176-176.

[2]黄亮.机械加工中工件变形的原因及预防措施探讨[J].中外企业家，2019，No.654（28）：212-212.

[3]刘红梅.机械加工中工件变形的原因及预防措施研究[J].科技创新导报，2019，000（006）：106-107.

[4]董晶.机械加工中工件变形的原因及预防措施探微[J].山东工业技术，2019，No.281（03）：31-31.

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