浅析机械零件加工中的变形问题及对策

乔荣来

摘  要：在工业生产中，机械零件的尺寸和规格都有着严格的要求，但在实际加工过程中机械零件经常会因许多外界因素的影响产生不同程度的变形，对机械零件的质量和设计预期精度造成一定的影响，甚至会给企业和厂商带来较大的经济损失。面对激烈的市场竞争，企业和厂商要想提高自身的竞争能力，就必须对导致机械零件加工变形的因素加以分析，并找到相应合理可行的对策，达到提高产品精度，保证零件质量的目的。

关键词：机械零件;加工;变形

中图分类号：TH161                       文献标志码：A

0 引言

在机械零件加工生产过程中，由于受到各种外界因素的影响，导致其不可避免地会发生一些变形，对后续工作的进行造成一定的影响，严重时甚至会影响到工业产品的质量安全和企业的经济效益，因此如何能够降低机械零件发生变形的概率，提升零件的质量已引起相关技术工作人员的深思。机械零件的零件结构、零件大小以及所处位置等都会导致其发生不同程度的变形，基于此，该文介绍了机械零件变形的种类，根据不同情况具体分析了加工中变形问题的处理对策，并在最后探讨了防止机械零件加工变形的注意事项。希望能够通过该文的研究为机械零件加工提供一个优质的平台，从而促进我国机械生产加工行业的不断发展。

1 机械零件变形的种类

1.1 内力作用引起的变形

自进行车床加工时，一般来说都会使用车床的四爪卡盘将零件卡紧，在向心内力的作用下对机械零件进行加工处理。为了保证零件在进行加工过程中不发生松动，一定要保证加工零件的切削力要小于车床加紧的力量，同时车床产生的加紧力也因切削力的变化而同向变化，只有保持双重压力平衡，机械零件加工才能顺利完成。在松开车床卡爪后，加工完后机械零件的几何形状与在机床上加工时的已完全不同，在这种大偏差情况下，机械零件会发生变形甚至会呈现出椭圆形。当然，这种情况造成的形变多数是可以预防和避免的，只要将机械零件进行适当的热处理就可以有效地缓解、消除。

但是当这种内力作用产生的变形在进行热处理消除后，又会产生新的问题：机械零件进行精加工时零件夹装方式与粗加工是相同的，因此精加工要更加注意对零件加工形变的控制，尤其在削磨加工时，更要控制好机械零件变形的程度。

最后在后续加工过程中，例如精镗内孔加工阶段，由于它是在削磨基础上进行的，必然会导致精镗内孔不够精确，使加工出的零件不能满足设计图纸和工业生产要求，因此，针对这一情况应该研究出新的装夹方式，使机械零件在装夹时避免承受对径向力。例如，可以针对每道加工程序设置出专门的夹具，有效地缓解装夹引起的机械零件变形。

1.2 外力作用引起的变形

在对机械零件进行削切时，零件表面会受到较大的削切作用力影响，由于机械材料本身是具有弹性的，因此在削切力的作用下会发生一定的弹性形变，这种弹性形变我们通常称为“让刀”，薄壁零件是最容易受到外力产生这种弹性形变的产品。通常来说，这种外力作用下的弹性形变主要包括以下3种：第一，如果机械零件中含有薄壁或者悬臂，零件难以准确完整的进行定位，极易造成零件装夹不合理，加上零件自身的强度有所欠缺，就会出现机械变形的情况。第二，在对零件切割时，产生的切割力所致。第三，切削设备对零件产生的影响，即零件一侧切割的形状较为完好，但是另一侧发生了一定程度的变形现象。

1.3 热处理及加工引起的变形

当机械零件较薄或者机械零件的长径比较小时，对零件进行加工后或者对其进行热处理过后，经过一段时间的放置，零件本身就会发生弯曲现象。例如零件的中间会出现凸出的一部分，从外形上看犹如一顶草帽，因此可以称为草帽型弯曲，发生草帽型弯曲的零件与规定要求相比，其平面相对来说会偏大一些。对于长径比较大的零件来说，它们进行热处理并放置一段时间之后，会发生弯曲，其直线度经检测可知比以前偏大。以上这些情况的出现，都是由于零件本身内部存在一定的内应力所致，当零件内部的内应力分布处于平衡状态时，机械零件的形状也保持一种稳定的状态;但当对零件进行热处理，引起了机械零件内部的一系列变化，进而导致零件外形也产生了变化。

2 机械零件加工中变形的处理对策

通过上文的分析我们可知，造成机械零件加工过程中发生形变的原因多种多样，因此进行问题解决和防治时也应该采取不同的措施。总结来说，主要可以分为以下几种。

2.1 选用专用工装

机械零件的加工处理是一件相对较为精细的工作，它对加工生产细节的要求较高，甚至加工过程中存在的一些细小的误差都会对机械零件甚至整个工业生产产生影响，因此加工机械零件时选用专用的工装是十分重要也是十分必要的。另外操作人员在对零件加工操作前，应该充分做好准备工作，将外界因素对零件加工造成的影响降到最低。例如在加工机械零件前，操作人员应该对车床上的零件进行认真检查，接着与设计图纸进行认真核对，准确掌握零件需要安装的位置，这样才能够更精确地设置零件装夹的位置，减少零件在加工时产生形变的可能性。

2.2 增强机械零件刚度

一般情况下，机械零件在经过热处理后，其本身的刚度会有所减小，使零件容易产生形变。因此为了减小热处理后引起的热力变形，应该在进行热处理之前对零件进行限热处理，适当增加机械零件的刚度。机械零件的刚度增加了，其在装夹工程中的变形便会自然减小。

2.3 提升机械零件设计的精准性

精准的设计图纸是保证机械零件质量的基础和前提，因此机械零件设计的科学合理性，能够大大提升机械零件加工的精确度。现阶段，随着科学技术水平不断提升，机械加工过程中涌现出了多种多样的高新技术设备，数控机床也已经得到了广泛的应用。因此操作人员可以利用先进的生产加工设备，依靠日益完善的电子信息技术，先建立其加工模型 ，然后在模型上进行模拟加工，從而判定设计图纸的合理性，并根据合理的图纸进行加工生产，有效降低零件变形的可能性，提升机械零件的精度。

2.4 严格管理加工流程

如果在零件加工过程中，能够重视每一过程的加工质量，就会大大提升后续的加工能效。因此为了保证机械零件的加工质量，应该科学选择加工工艺并严格管理机械加工流程。另外，加工工作人员也应该不断进行业务学习，加强自身的技术能力，针对加工中的每一道工序都应该严格遵守操作规范，从根本上防止机械零件产生加工形变，提升零件的整体质量。

2.5 降低机械零件加工温度

上文已经阐述，机械加工过程中温度的升高以及切割刀片与零件之间热量的增加，都会导致机械零件发生不同程度的形变。针对这一情况，可以适量使用切削液，减少切削过程中产生的摩擦，进而降低机械零件与切割设备之间的热量，降低因温度升高零件发生形变的概率。

3 结语

总的来说，机械零件加工是一项对技术含量要求较高的工作，加工过程中任何一个失误都可能导致零件发生变形，因此操作人员应该严格遵守加工规范和加工流程，并就产生变形的原因进行对症处理，从根本上提升机械零件的加工质量。

参考文献

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