机械加工中工件变形的主要原因及预防实践

杨秀文

摘要：机械设计制造行业应该在国家推进供给侧改革的背景下，积极推进行业结构改革，还应该按照生产活动在质量方面的要求，加强技术在机械设计制造领域的应用程度，为人们生产与生活带来便捷的条件。在机械生产制造环节，受到环境、工艺与材料自身特性等因素影响，可能出现工件加工的问题，会耗费大量的材料。基于此，本文将重心集中在机械加工方面，研究工件在加工中出现变形情况的原因并提出解决对策。

关键词：机械设计制造;工件加工;变形;原因分析;解决对策

工件为机械设备基本组成元素，工件的质量将会直接影响到设备运行情况，加强对工件加工的管控力度尤为关键，保证工件加工质量，成为稳定设备运行的保障手段。为实现制造大国向制造强国的转变，我国机械制造业有必要关注机械工件在加工方面的工作，对工件加工进行质量控制，保证经过加工后的工件达到设计要求，为优质设备制造提供基础元件。

机械加工工件变形的原因

机械加工工艺会受到工件结构、材质、热处理与加工器具等方面的影响，致使工件容易出现质量方面的问题。在我国机械加工要求不断提高的今天，制造人员必须拥有较高的技术操作水平，严格按照要求进行控制，否则也容易出现工件变形等问题。研究我国机械加工工件方面的案例，分析机械加工工件出现变形情况的原因：

工件结构与材质

工件的结构会对加工形成不小的影响，结构简单的工件加工难度小，不容易出现加工变形的情况，但是对于过度圆角、截面突变、结构壁厚不均匀等复杂的结构，在加工环节存在较大的加工难度。工件材料的材质也会对加工形成不小的影响，材料强度低或可塑性差，均会加大工件加工的难度，一旦操作人员过度用力，会浪费不少的原材料。

加工摩擦

机械用具的制造要求不同，加工人员便需要采用对应的方法加工工件，同时应该合理应用加工器具，由此才能完成工件加工任务。在工件加工环节会使用大量的加工器具，加工人员如果不能合理的应用加工器具，很难达到工件在加工方面的要求，还会降低工件的质量。加工器具在应用时，对工件强度、硬度的把控，机械夹具的选择、夹具力度的控制都有较高要求，一旦相关方面顾虑不足，难以保证工件达到质量控制要求。

加工器具

在加工工件阶段，工件在进给方向存在工作面温度不均的问题，会导致工件在向上部位发生变形的问题，呈弓形，工件单面摩擦变形的情况较为常见。工件和加工面在摩擦中会产生一定的热量，在工件金属流动特性的影响下，会改变应力大小。在此种情况下，一旦应力超出工件承力范围，工件便会出现变形的问题。

机械加工工件变形的防护措施

选择加工材质

工件的材质与结构均是加工工件时应该关注的内容，选择工件材料，应该根据工件结构与材质可能引发的变形问题进行控制，选择材料需要保证工件热点与用途和需求一致。比如，在加工材料时，研究应用场景，确定工件材质，对于机座从提高其硬度角度出发，选择铸铁;对于轴从强化工件韧性和刚度角度，选择45#钢调质。在工件加工环节，应该按照工件的使用需求和自身特性，灵活地使用施工材料。在轻载工况中，成本为工件加工必须关注的内容，综合考虑施工成本，选择表面喷丸、淬火等工艺手段。

设计工件结构时，工作人员应该收集各工件的参数，计算工件的强度，在不影响工件使用性能的前提下，保证结构壁厚度不会出现不均匀情况。在工件结构设計期间，应该加强对软件的使用程度。通过软件模拟工件的受力情况，确定工件在各环节工作的状态与受力大小。在此基础上加固工件受力较大部位，由此可以降低工件变形出现的概率。

提高加工方案的合理性

工件加工涉及的内容众多，为确保各项工作可以有计划开展，应该制定科学的加工方案，可以提高工件加工工作的整体水平，还可以规避工件加工变形的状况。加工人员应该按照工件加工要求，优化加工方面的参数，改进工件加工的流程，确保加工方案内容合理、科学，具备较高的可操作性。

工件加工单位应该在生产活动进行前，组织技术人员研究生产要求，确定工件加工的重点与难点，确定工件设计图纸各方面参数，确保加工方案拥有较高的可操作性。加工人员应该认真研究各阶段的工作，基于工件结构与工件加工要求，不断完善加工方案内容。加工人员在确定工件加工要求后，应该结合过往经验进行预测，结合分析结构调整加工方案，防止工件加工行为，会对工件质量形成不良影响。

优化加工环节

切削作业为工件加工质量控制的重要内容，应该改进切削作业方式，结合工件自身材质和加工需求，确定加工所用的刀具，还应该检查刀具的锋利程度，选择具备较高耐磨性且锋利的刀具。刃磨角度为刀具选择环节需要着重关注的内容，保证刀具刃磨角度在设计范围中，防止工件受刀具影响出现变形问题。

在切削作业时，工件与工作面在摩擦中会产生大量热量，可以选择冷处理的方式，规避因摩擦带来的各类问题。加工人员在条件允许的情况下，加工工件时，可以选择高速切削加工的手段，通过该方式可以带走大量热量，还可以顺利、高效推进生产工作。在工件加工环节，为规避工件变形的情况，可以选择对称加工的方式，防止工件内部产生应力。工件的部分位置容易出现变形问题，加工人员应该预处理该部位，在该处应力完全释放后选择精加工的方法。对于结构壁薄、结构不对称等情况不能采用常规的做法。对于此类构件，在毛坯制作环节使用反向变形的手段，在工件容易变形的反方向预留一定的变形量，梳理加工环节可能遇到的各类影响因素。在此基础上选择质量控制方法，由此可以提高加工水平，规避影响加工质量的因素。

结语：

加工工件会受到很多因素影响，致使工件出现变形问题，不能达到质量要求。加工人员针对导致工件变形的各类因素进行控制，通过科学选择加工材质、制定合理加工方案、优化加工环节等方式，解决由工件结构材料、加工器具等因素引发的工件变形问题。

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