機(jī)械加工中工件變形的主要原因及預(yù)防實(shí)踐

楊秀文

摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)應(yīng)該在國家推進(jìn)供給側(cè)改革的背景下，積極推進(jìn)行業(yè)結(jié)構(gòu)改革，還應(yīng)該按照生產(chǎn)活動在質(zhì)量方面的要求，加強(qiáng)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的應(yīng)用程度，為人們生產(chǎn)與生活帶來便捷的條件。在機(jī)械生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，受到環(huán)境、工藝與材料自身特性等因素影響，可能出現(xiàn)工件加工的問題，會耗費(fèi)大量的材料。基于此，本文將重心集中在機(jī)械加工方面，研究工件在加工中出現(xiàn)變形情況的原因并提出解決對策。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;工件加工;變形;原因分析;解決對策

工件為機(jī)械設(shè)備基本組成元素，工件的質(zhì)量將會直接影響到設(shè)備運(yùn)行情況，加強(qiáng)對工件加工的管控力度尤為關(guān)鍵，保證工件加工質(zhì)量，成為穩(wěn)定設(shè)備運(yùn)行的保障手段。為實(shí)現(xiàn)制造大國向制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，我國機(jī)械制造業(yè)有必要關(guān)注機(jī)械工件在加工方面的工作，對工件加工進(jìn)行質(zhì)量控制，保證經(jīng)過加工后的工件達(dá)到設(shè)計(jì)要求，為優(yōu)質(zhì)設(shè)備制造提供基礎(chǔ)元件。

機(jī)械加工工件變形的原因

機(jī)械加工工藝會受到工件結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、熱處理與加工器具等方面的影響，致使工件容易出現(xiàn)質(zhì)量方面的問題。在我國機(jī)械加工要求不斷提高的今天，制造人員必須擁有較高的技術(shù)操作水平，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行控制，否則也容易出現(xiàn)工件變形等問題。研究我國機(jī)械加工工件方面的案例，分析機(jī)械加工工件出現(xiàn)變形情況的原因：

工件結(jié)構(gòu)與材質(zhì)

工件的結(jié)構(gòu)會對加工形成不小的影響，結(jié)構(gòu)簡單的工件加工難度小，不容易出現(xiàn)加工變形的情況，但是對于過度圓角、截面突變、結(jié)構(gòu)壁厚不均勻等復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在加工環(huán)節(jié)存在較大的加工難度。工件材料的材質(zhì)也會對加工形成不小的影響，材料強(qiáng)度低或可塑性差，均會加大工件加工的難度，一旦操作人員過度用力，會浪費(fèi)不少的原材料。

加工摩擦

機(jī)械用具的制造要求不同，加工人員便需要采用對應(yīng)的方法加工工件，同時(shí)應(yīng)該合理應(yīng)用加工器具，由此才能完成工件加工任務(wù)。在工件加工環(huán)節(jié)會使用大量的加工器具，加工人員如果不能合理的應(yīng)用加工器具，很難達(dá)到工件在加工方面的要求，還會降低工件的質(zhì)量。加工器具在應(yīng)用時(shí)，對工件強(qiáng)度、硬度的把控，機(jī)械夾具的選擇、夾具力度的控制都有較高要求，一旦相關(guān)方面顧慮不足，難以保證工件達(dá)到質(zhì)量控制要求。

加工器具

在加工工件階段，工件在進(jìn)給方向存在工作面溫度不均的問題，會導(dǎo)致工件在向上部位發(fā)生變形的問題，呈弓形，工件單面摩擦變形的情況較為常見。工件和加工面在摩擦中會產(chǎn)生一定的熱量，在工件金屬流動特性的影響下，會改變應(yīng)力大小。在此種情況下，一旦應(yīng)力超出工件承力范圍，工件便會出現(xiàn)變形的問題。

機(jī)械加工工件變形的防護(hù)措施

選擇加工材質(zhì)

工件的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)均是加工工件時(shí)應(yīng)該關(guān)注的內(nèi)容，選擇工件材料，應(yīng)該根據(jù)工件結(jié)構(gòu)與材質(zhì)可能引發(fā)的變形問題進(jìn)行控制，選擇材料需要保證工件熱點(diǎn)與用途和需求一致。比如，在加工材料時(shí)，研究應(yīng)用場景，確定工件材質(zhì)，對于機(jī)座從提高其硬度角度出發(fā)，選擇鑄鐵;對于軸從強(qiáng)化工件韌性和剛度角度，選擇45#鋼調(diào)質(zhì)。在工件加工環(huán)節(jié)，應(yīng)該按照工件的使用需求和自身特性，靈活地使用施工材料。在輕載工況中，成本為工件加工必須關(guān)注的內(nèi)容，綜合考慮施工成本，選擇表面噴丸、淬火等工藝手段。

設(shè)計(jì)工件結(jié)構(gòu)時(shí)，工作人員應(yīng)該收集各工件的參數(shù)，計(jì)算工件的強(qiáng)度，在不影響工件使用性能的前提下，保證結(jié)構(gòu)壁厚度不會出現(xiàn)不均勻情況。在工件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，應(yīng)該加強(qiáng)對軟件的使用程度。通過軟件模擬工件的受力情況，確定工件在各環(huán)節(jié)工作的狀態(tài)與受力大小。在此基礎(chǔ)上加固工件受力較大部位，由此可以降低工件變形出現(xiàn)的概率。

提高加工方案的合理性

工件加工涉及的內(nèi)容眾多，為確保各項(xiàng)工作可以有計(jì)劃開展，應(yīng)該制定科學(xué)的加工方案，可以提高工件加工工作的整體水平，還可以規(guī)避工件加工變形的狀況。加工人員應(yīng)該按照工件加工要求，優(yōu)化加工方面的參數(shù)，改進(jìn)工件加工的流程，確保加工方案內(nèi)容合理、科學(xué)，具備較高的可操作性。

工件加工單位應(yīng)該在生產(chǎn)活動進(jìn)行前，組織技術(shù)人員研究生產(chǎn)要求，確定工件加工的重點(diǎn)與難點(diǎn)，確定工件設(shè)計(jì)圖紙各方面參數(shù)，確保加工方案擁有較高的可操作性。加工人員應(yīng)該認(rèn)真研究各階段的工作，基于工件結(jié)構(gòu)與工件加工要求，不斷完善加工方案內(nèi)容。加工人員在確定工件加工要求后，應(yīng)該結(jié)合過往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)測，結(jié)合分析結(jié)構(gòu)調(diào)整加工方案，防止工件加工行為，會對工件質(zhì)量形成不良影響。

優(yōu)化加工環(huán)節(jié)

切削作業(yè)為工件加工質(zhì)量控制的重要內(nèi)容，應(yīng)該改進(jìn)切削作業(yè)方式，結(jié)合工件自身材質(zhì)和加工需求，確定加工所用的刀具，還應(yīng)該檢查刀具的鋒利程度，選擇具備較高耐磨性且鋒利的刀具。刃磨角度為刀具選擇環(huán)節(jié)需要著重關(guān)注的內(nèi)容，保證刀具刃磨角度在設(shè)計(jì)范圍中，防止工件受刀具影響出現(xiàn)變形問題。

在切削作業(yè)時(shí)，工件與工作面在摩擦中會產(chǎn)生大量熱量，可以選擇冷處理的方式，規(guī)避因摩擦帶來的各類問題。加工人員在條件允許的情況下，加工工件時(shí)，可以選擇高速切削加工的手段，通過該方式可以帶走大量熱量，還可以順利、高效推進(jìn)生產(chǎn)工作。在工件加工環(huán)節(jié)，為規(guī)避工件變形的情況，可以選擇對稱加工的方式，防止工件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。工件的部分位置容易出現(xiàn)變形問題，加工人員應(yīng)該預(yù)處理該部位，在該處應(yīng)力完全釋放后選擇精加工的方法。對于結(jié)構(gòu)壁薄、結(jié)構(gòu)不對稱等情況不能采用常規(guī)的做法。對于此類構(gòu)件，在毛坯制作環(huán)節(jié)使用反向變形的手段，在工件容易變形的反方向預(yù)留一定的變形量，梳理加工環(huán)節(jié)可能遇到的各類影響因素。在此基礎(chǔ)上選擇質(zhì)量控制方法，由此可以提高加工水平，規(guī)避影響加工質(zhì)量的因素。

結(jié)語：

加工工件會受到很多因素影響，致使工件出現(xiàn)變形問題，不能達(dá)到質(zhì)量要求。加工人員針對導(dǎo)致工件變形的各類因素進(jìn)行控制，通過科學(xué)選擇加工材質(zhì)、制定合理加工方案、優(yōu)化加工環(huán)節(jié)等方式，解決由工件結(jié)構(gòu)材料、加工器具等因素引發(fā)的工件變形問題。

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