机械加工中工件变形的原因及预防措施探微

作者:未知

  摘要:进入21世纪以来,我国的机械设计制造行业发展速度惊人,机械制造水平迅猛提升,給人们的日常生产生活带来极大的便利。在实际的机械生产制造中,受到加工工艺、环境、材料等多重因素的影响,工件变形的情况不可避免。在生产中,变形的工件只能按照报废处理,这不仅加大了制造材料的浪费,也对于生产的效率和进度产生了不利影响。基于此,在机械制造生产领域,不断总结经验做好工件变形分析,是行业最普遍关注的重要问题之一。
  关键词:机械加工;工件;变形;原因;预防措施
  任何机械设备都是由众多的加工工件组合而成的,任何一个工件出现故障或问题都会影响整个机械产品的正常使用。因此,要不断提高机械产品的生产效率与品质,最可靠最基础的路径就是不断提高工件加工的品质与效率。
  1机械加工工件变形原因
  机械加工工艺中,影响工件变形的要素很多,常见的如工件材质、结构、加工器具、热处理等,通常有些变形不仅仅是单个要素作用的结果,可能是众多要素聚合影响。正因如此,在机械加工工艺中,对加工人员的技术操作水平要求比价严格,因为稍有控制不当,就会造成工件出现不同程度的变形。
  (1)工件材质与结构。机械加工中,如使用的材质可塑性差、强度低,作业时力度控制不当,用力过大会导致工件变形,轻则留下质量瑕疵,重则导致工件报废。另外,机械加工零件结构也会引起变形情况的发生,如工件结构复杂,截面突变、过度圆角、结构壁厚不均匀等导致工件内部应力过于集中,一旦去除加工器具,工件变会出现变形。
  (2)加工器具。工件加工中应用的加工器具较多,如加工人员对相关细节控制不当容易导致工件变形。一方面,加工人员对工件硬度、强度把握不准确,夹具位置选择不合理或夹具力度控制不当,导致工件变形。另一方面,工件切削作业时使用的刀具不合理或锋利度不够,导致工件因承受较大的作用力发生变形。
  (3)加工摩擦。工件加工时进给方向上的温度不均匀,尤其工件单面因摩擦受热,导致工件向上凸出,形成弓形。另外,加工面和工件之间也会因产生摩擦,导致工件的金属流动特性发生改变产生应力,当应力超过工件承受程度时也会出现变形。
  2机械加工工件变形的预防
  机械加工过程中,工件变形给加工质量造成的影响较为明显。研究得知,工件变形原因较为复杂,既有单一因素引起,又有综合因素引起,因此,加工人员应提高认识,总结以往工件加工经验,分析影响工件变形的原因,及时采取针对性措施加以预防,保证工件加工作业保质保量的完成。
  (1)做好工件合理设计。为防止工件受材料及自身结构影响发生变形,要求加工单位做好充分准备,明确工件加工各个环节,尤其应严把工件设计关。具体应注重以下内容的落实:
  一方面,加工单位应要求加工人员认真研究工件用途、工件所处的运行环境,明确工件强度、韧性要求,从性能、经济角度对所用钢材进行综合考虑,选择合适的钢材。同时,做好钢材性能研究,必要情况下对钢材进行热处理,在保证钢材性能的同时,降低变形出现机率。另一方面,设计工件结构时,要求设计人员做好各工件各部分强度计算,在不影响工件使用性能的基础上,保证结构壁厚度一致,结构合理。另外,使用专业软件,对设计好的工件进行受力仿真模拟,掌握工件运行中的各种受力情况,设计时针对受力较大的部分,适当进行加固处理。
  (2)制定合理加工方案。制定合理的工件加工方案,不仅有助于提高加工作业效率,而且还能预防工件变形情况的发生,因此,要求加工人员做好各个加工环节研究,保证制定的加工方案可行、高效。
  一方面,工件加工单位及时组织技术人员认真分析工件加工需求,吃透加工工件设计图纸,制定合理的加工方案。另一方面,要求加工人员总结以往加工经验,认真研究工件结构,明确加工流程,保证加工作业不能对已加工好的部分造成影响。同时,要求加工人员根据加工局部形状,选择合理的加工刀具,尤其认真计算合理的切削参数,包括切削速度、进给量、切削深度等。同时,为验证加工方案的可行性,及时发现与改进加工方案,正式加工前应进行试加工操作,发现变形,认真分析原因,及时对加工方案进行改进。
  (3)注重加工环节优化。为预防工件加工作业中变形情况的发生,加工时应注重加工环节的优化,尤其应注重加工参数的控制与优化。
  一方面,优化切削作业。使用刀具时应做好刀具锋利程度检查,使用锋利且耐磨性能较好的刀具,尤其应选择合理的刃磨角度,防止让刀导致工件变形。另外,切削作业时为防止摩擦热量聚集,应做好冷却处理。如条件允许,可进行高速切削加工,提高切削效率的同时,使产生热量被切屑带走,避免温度过高。另一方面,减小切削应力。减小加工中产生的应力,是预防工件变形的重要方法,因此,加工时应注重进行对称加工,避免加工应力的出现。针对重要位置,加工人员应先进行粗加工处理,至应力全部释放后再进行精加工操作。另外,如工件结构不对称或结构壁较薄时,在制作毛坯的过程中注重采用反向变形措施,预防变形情况的出现,具体做法是:在工件可能发生变形的反方向留下合适的变形量,并认真考虑加工时的各种影响变形的因素。
  3结论
  机械加工工件变形原因复杂,加工人员应提高认识,做好研究与分析,在工作中不断的实践、摸索,掌握不同工件的加工方法与规律,制定切实可行的方案加以预防。本文通过讨论得出的结论有:
  (1)工件加工专业性强,涉及的内容多,其中做好工件变形控制是工作的重点。研究发现,工件材料与结构、加工器具、加工摩擦等会引起工件出现不同程度的变形,因此,应通过严把工件设计关、制定合理加工方案、做好加工环节优化等措施加以预防。
  (2)工作实践中,加工人员应保持持续学习的态度努力提升自己的加工水平,一方面,围绕“如何预防工件加工变形”这一问题,积极总结加工经验、做好加工相关环节的优化,注重自主学习,敢于大胆尝试。另一方面,注重向经验丰富的加工人员学习经验,针对不同的工件,寻找最优的加工方法与加工方案,避免工件变形的同时,保证加工工作圆满完成。
  参考文献
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