机械加工中工件变形的原因及预防措施研究

1、机械加工中工件变形的原因及预防措施研究摘 要：基于机械加工的现状而言，工件变形仍然成为机械加工领域的技术难题。通过大量的实践说明，导致机械加工中工件变形的原因多样化。只有强化对其深入研究，才能够确保该技术问题得到解决。基于此情况下，本文主要阐述了机械加工中工件变形的原因，同时重点分析了其预防措施，进而降低机械加工中工件变形的系数，致使其加工质量得以保障。关键词：机械加工 工件变形 产生原因 预防措施中图分类号：TH16           

2、60;     文献标识码：A            文章编号：1674-098X202102c-0106-02通常情况下，基于多种因素所影响，导致机械加工过程当中，工件出现形状不可控制，或者尺寸偏离了实际加工的需要，最终导致加工工件报废的现象。而工件变形是当前机械制造业在所难免的问题。尽管国内在机械加工方面技术相当成熟，但是最终还是难以解决这一技术难题。因此，只有在未来的机械加工过程中，不断深入对其进行探索，重点分析工件出现

3、变形的原因，经过大量的反复实验才能够更好地控制这一问题，从而提高机械加工的整体生产水平，进而全面提升机械加工产品的质量。1 机械加工中工件变形的原因概述1.1工件材质与结构在机械加工过程当中，工件材质在很大程度是导致工件变形的直接原因。当加工塑性好、强度较高的材质时，那么可以合理应对硬件出现变形的情况。而这些优质的材质也会克服各种应力与变形。反而言之，工件材质不达标，整体强度缺乏、塑性较差等，那么在实际的加工过程当中，缺乏抵御外界施加的压力，这将会极大地增加工件的变形几率，致使产品成为废品。此外，工件的结构设计是否合理，同样会带来加工工件的变形。当结构壁厚不均匀、截面突变、以及制造工

4、艺设计缺乏合理性的情况下，以上问题将会导致加工后的应力过于集中。一旦外力被去除，那么必然会增加工件出现变形。1.2工件装夹在进行工件装夹的过程中，由于相关操作人员没有严格执行装夹操作流程，致使定位面与夹紧点选择方式欠妥，缺乏一定的科学性与合理性，导致加工工件出现变形的情况，甚至会出现报废的现象。尤其当工件抵御变形能力低于夹紧力时，致使工件在加工前出现变形。1.3工件加工由于刀具与切削面在实际的加工过程当中，在其外表会出现剧烈的摩擦，此时由于摩擦生热产生大量的热能。并且生成的热能传导到工件外表，那么产生了热应力。当工件强度没有到达一定的程度时，刀具在加工过程对工件产生抗力，而这种抗力极大地增加了

5、工件的附加力，从而导致工件出现变形。1.4内应力与剩余应力基于物体外力产生变形的情况下，工件内部之间便会相互作用产生内力，并充分利用这种内力来对外因作用进行有效的抵抗，从而实现物体的复原目的。消除内应力的根本方式：其一，强化对零部件的高温处理;其二，振动时效;其三，自然时效。而所谓剩余应力通常是指因外力消失而残留在工件上的内应力【1】。通常情况下，基于外部环境所影响，一个不稳定的平衡失去了原有的平衡状态。由于剩余应力实施再分配，致使工件出现变形的现象，同时也改变了原来零件的精度。剩余应力的消除措施：其一，强化零件设计管理，合理设计零件内部结构;其一，实现对部件的热处理;其三，确保工艺过程安排的

6、合理性。1.5热处理方式局部工件需要做好加工过程中的热处理工作，甚至还有的工件需要完成加工后进行热处理。基于当前这一现状而言，需要对工件进行加热、保温、冷却等流程。而通过热处理后的工件，将会产生不同程度的变形【1】。通过相关加工处理试验分析可知：基于多种因素在同一产品进行不同程度的作用，对机械加工变形造成影响如图1所示。2 机械加工中工件变形的预防措施分析2.1合理选择工件材质与结构为了能够有效的预防控制工件加工变形等问题，那么需要合理的选择工件的材质，科学的设计工件的内部结构。工件材质选择是否合理，在很大程度上影響着工件的正确使用。因此，在工件材质的选择过程当中，必须给予工件的应用

7、场合、以及使用特点足够的重视。尤其相对于受力大、易变性的工件而言，需要尽可能的选择那些钢度较强的合金钢材料【2】，以此来保证工件在加工中的抗变形能力，进而到达工件的可使用需要。此外，在进行产品设计过程当中，设计人员需要合理优化设计组合，不断完善制造工艺流程，提升其设计的科学合理性，从而有效地预防工件因加工而出现变形等问题。2.2合理选择装夹方式工件在加工后的变形几率与工件装夹方式存在必然的关系，因此在定位面的选择时，需要重点加强基准重合原那么考量，定位面尽可能的选择较大的接触面积，以此来保证其整体稳定性。同时，在夹紧点的选择过程当中，尽可能的保证其与定位支撑点相对应【3】，通过此种设计有助于实

8、现支撑力与作用力的相互抵消，致使工件不会产生内应力，同时也保证了夹紧力适度性。此外，在保证夹持可靠的根底上，需要合理的控制用力操作行为，防止出现工件变形等问题出现。在实际的夹紧过程当中，需要严格执行夹持力的夹持顺序。2.3减小内应力基于金属外表在实际的加工过程中受到挤压、摩擦等抗力，致使其产生了各种应力。基于此情况下，为了能够合理控制当前这种压力的产生，通常情况下主要运用对称加工方式进行相关作业，以此抵消加工过程的当中所产生应力的变化。确保相对应面产生均衡应力【2】，从而实现稳定的状态。在加工关键部位工件过程中，可采用先粗放后精细的加工方式。相对于局部结构不对称的工件而言，可以采用反变形手段进

9、行毛坯制造。即：将变形量预留在工件变形相反方向，同时需要重点加强工件变形因素考量，当完成金属加工后，便可降低工件变形。2.4减小切削力切削力与加工工件变形存在密切的联系，为了能够有效的减少切削力，那么需要选择合理的刀具、以及且削用量。在此过程当中，刀具要保持充分锋利，并且要确保刀具结构的合理性，进而合理应对因刀具而引发的工具变形。因此，在工件的实际加工过程当中，要充分保证切削部位得到充分冷却【3】，不但有助于带走切削产生的热能，而且还能够降低其热传导性。与此同时，基于工件的结构特点所决定，需要有针对性的选择切削参数。此外，在进行粗加工过程中，通过采用较大的切削用量，可以有效的提高切削效率。在精加工阶段，切勿采取较大的吃刀量。在工件的实际加工过程当中，如假设不能够及时排除刀具与工件摩擦产生的热量，那么必然会导致加工中的工件出现变形。因此，采用高速切削加工方式，不但可以以最短的时间完成切削工作，而且还有助于带走大局部切削热量。3 结语综上所述，在机械制造业开展的过程当中，机械加工中的工件变形问题一直以来是一项难攻破的难题。需要在实践中不断深入总结分析，才能够经过大量的经验总结出应对策略。因此，在机械制造业开展的同时，机械制造企业需要给予加工中工件变形足够的重视，同时要重点分析可能会引起工件出现变形的原因，根据其存在的原因进行入手，逐渐