周莉

（許昌煙草機械有限責任公司，河南 許昌 461000）

機械零件加工中的變形與對策探討

周莉

（許昌煙草機械有限責任公司，河南 許昌 461000）

機械零件在加工的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，這一情況出現(xiàn)的原因主要是受到內(nèi)力、外力和自身材料的變形引起的。本文就對機械零件常見的變形原因進行分析，并且針對變形產(chǎn)生的原因進一步提出具體的改進措施。

機械零件；加工；變形；對策

機械零件的加工過程中出現(xiàn)變形的現(xiàn)象是在所難免的，盡管現(xiàn)在機械加工的水平有了很大的改善，但是仍然無法擺脫這一現(xiàn)象。其中零件變形不僅僅會影響零件的美觀，還會對零件的功能產(chǎn)生很大的影響，使零件無法正常的使用，或者使用的效果大大降低。因此，我們必須尋求有效的方法來盡量避免這一問題。

1 零件變形的原因以及變形種類

首先，先來了解一下什么叫做零件變形，零件變形主要指的是在零件的加工過程之中，零件的大小尺寸或者形狀等要素發(fā)生了變化，導(dǎo)致零件產(chǎn)生變形的因素以及變形的種類千差萬別，下面就來具體了解一下產(chǎn)生不同程度變形的原因。

1.1 內(nèi)力作用導(dǎo)致的變形

在零件加工的過程中，一般會借助車床的三爪卡盤來固定零件，這個過程中需要充分發(fā)揮向心力的作用。其中為了是使零件不會輕易松動，需要我們特別注意的是切削力的運用需要小于加緊的力量，并且適當控制切削力靈活改變。要想保證機械零件的加工順利進行，就必須保證機械零件受力平衡，只有受力平衡了，才會盡可能少的出現(xiàn)零件變形的狀況。內(nèi)力作用導(dǎo)致的變形往往是比較難以進行改變的，比較有效的改變方法就是對機械零件進行熱處理。

1.2 熱處理過程中產(chǎn)生的變形

盡管熱處理能夠改變一些由于內(nèi)力作用導(dǎo)致的變形，但是如果處理不當，在熱處理的過程中也是會產(chǎn)生變形的。薄片類的機械零件是最容易在熱處理的過程中產(chǎn)生變形的。由于薄片類的機械質(zhì)地輕薄，長時間經(jīng)過加熱處理或者高溫處理，難免會產(chǎn)生類似草帽的彎曲變形，最明顯的表現(xiàn)就是中間有一部分是鼓出的，就跟“草帽”的形狀類似。這種彎曲的草帽型變形的結(jié)構(gòu)，相對于正常的值來講會相對偏大。其主要原因是工件的內(nèi)應(yīng)力作用產(chǎn)生的，在熱處理的過程中必須要保證溫度適中，熱處理的時間要長短適中，否則難以發(fā)揮熱處理的作用。

1.3 彈力變形

在機械零件進行切削的時候，切削力會作用在零件的表面，材料本身是帶有自身的彈性的，因此就難免會產(chǎn)生彈力變形，這種彈力變形往往會被稱為“讓刀”。其中薄壁零件是最容易產(chǎn)生這一彈性變形現(xiàn)象的，所以對于薄壁類零件需要我們有充分的措施去應(yīng)對。一般而言，彈力變形主要包括三種。

（1）由于機械零件結(jié)構(gòu)中含有薄壁以及各類懸臂等，使零件無法準確完整的定位，這就導(dǎo)致了裝夾的不合理。再加上零件自身缺乏鋼性，就會出現(xiàn)變形的現(xiàn)象。

（2）在機械零件加工的過程中，對零件進行切削時，產(chǎn)生的“讓刀”現(xiàn)象所致。

（3）還有一種常見的變形就是由于切削刀帶來的影響，導(dǎo)致加緊的一側(cè)形狀比較完好，但是另一側(cè)就會發(fā)生不同程度的變形現(xiàn)象。

1.4 塑性變形

相對于以上幾種變形來說，機械零件的塑性變形屬于永久變形，在機加過程中是要盡量避免產(chǎn)生塑性變形的。加工成型的高精度零件一旦產(chǎn)生塑性變形一般就做報廢處理，而對于粗加工狀態(tài)的零件，要糾正其塑性變形，可以通過外力壓校進行處理。

2 機械零件加工中的注意事項

只有盡力保證一系列加工的環(huán)節(jié)準確無誤才能夠保證零件的品質(zhì)，因此為了保證零件的加工品質(zhì)，我們可以從以下幾個方面多加注意。

2.1 在加工之前科學(xué)地進行設(shè)計

在進行零件加工之前，科學(xué)合理地設(shè)計是保證加工過程中減少事故發(fā)生的重要技術(shù)措施。因此，我們不僅僅需要分析機械零件的結(jié)構(gòu)、尺寸大小以及作用，還要能夠有效地分析如何才能夠提高零件的強度。除此之外，為了保證加工過程中變形的情況減少，還需要對零件的材質(zhì)以及剛度進行合理的分析。在零件裝配過程中避免不必要的擠壓，使零件受力均勻，進一步避免零件產(chǎn)生變形。

2.2 進行嚴格的過程控制

在進行零件的加工時，一定要避免因為人工失誤造成的零件變形，嚴格按照零件的制造工序進行生產(chǎn)，減少零件可能會產(chǎn)生的應(yīng)力。同時，工作人員需要按照嚴格的規(guī)章制度來檢驗零件的加工。只有安排充足的消除內(nèi)應(yīng)力的操作工序，才能夠使零件的操作與加工殘余應(yīng)力減少，有助于零件制作的品質(zhì)提高。

2.3 分工完成

機械零件的加工一般是要經(jīng)過粗加工與精加工兩道工序的，對于有些零件，必要時還需要增加半精加工。因此不能夠把兩道工序合為一步，必須要保證科學(xué)地按照兩道工序進行生產(chǎn)，以減少可能會產(chǎn)生的應(yīng)力。除此之外，兩道工序的加工過程中需要留有充足的時間來保證應(yīng)力的消除。這樣可以最大程度地保證加工過程中由于基準不一造成的誤差。

2.4 自然時效處理和人工時效處理

一般而言，人工時效處理主要是針對一些難以恢復(fù)的問題，例如加工過程中受熱不均造成的變形等。對于一些常見的小問題，就可以通過自然時效處理來進行解決，主要解決的方面就是減少應(yīng)力防止產(chǎn)生變形。例如比較常見的自然時效處理就是在粗精加工這兩道工序之間，將零件放置一段時間，讓零件自然冷卻，降低應(yīng)力帶來的不穩(wěn)定性，防止因應(yīng)力作用產(chǎn)生的變形。

3 對于常見變形的處理對策

經(jīng)過以上的分析探討可以看出，造成零件變形的原因不一，解決以及防治的問題也應(yīng)該做出相應(yīng)的調(diào)整，增加措施的適應(yīng)性和有效性。總的來說，存在的共性就是需要從減少應(yīng)力以及外力的作用。下面就來具體研究一下有哪些有效的改進措施。

3.1 統(tǒng)一使用專用的工裝，避免產(chǎn)生裝夾變形

機械零件加工時是一項精細化的工作，對于細節(jié)的要求是十分嚴格的。一般來說，一些小的失誤就會對零件的品質(zhì)產(chǎn)生干擾。所以選用專用的工裝是十分有必要的，加工人員在進行加工的時候，準備工作是十分有必要做好的，只有做好了準備工作，才能減少一些因素對零件的干擾。加工人員在對零件進行加工時，首先需要對車床上的零件進行檢查，其次對于圖紙要有準確的把握，確定零件要安裝的位置，對零件的裝夾位置有大致的把握。這樣能在裝夾的過程中減少變形的可能。

3.2 增加零件的剛度，以防零件過大產(chǎn)生變形

零件在經(jīng)過熱處理之后，剛度會減小。為了減少熱力因素產(chǎn)生的變形，要使用統(tǒng)一的工裝來避免熱力因素產(chǎn)生的變形。在機械零件未加工之前，需要限熱進行處理，這樣機械零件的剛度就會增強。這樣經(jīng)過熱處理過后的產(chǎn)品就會增加零件的剛度，零件剛度增強了，裝夾過程中的變形就會減少了。

3.3 提高毛坯零件的品質(zhì)

機械中的毛胚零件需要盡可能增強其品質(zhì)，使零件的可塑性增強，這樣的話，機械中的內(nèi)部殘余力能夠做到進一步的消除，并且及時進行筑件的處理。在流水線的制作過程中，很多車間不注重對于毛坯產(chǎn)品質(zhì)量的提高，而是專注于后期的監(jiān)工制作，產(chǎn)生了一系列的問題。首先，毛坯零件作為機械零件加工的基礎(chǔ)，只有具有較高的品質(zhì)以及較好的可塑性才能夠使零件的品質(zhì)得到保證，減少變形現(xiàn)象的發(fā)生。

3.4 對薄片類的零件特殊對待

對于薄片類的機械零件不僅僅需要做到增加零件的剛性，還要跟其他壁厚的機械零件區(qū)別對待，在受熱加工處理的時候嚴格掌控受熱的溫度以及加熱的時間長度。粗精加工的工序之間留有充足的時間來保證應(yīng)力的消除。在零件的包裝以及運輸過程中輕拿輕放，防止產(chǎn)生擠壓或者碰撞造成一定程度的變形，影響機械零件的使用效果。

3.5 嚴格整合制作的各道程序

只有各道工序協(xié)調(diào)配合才能夠高效率、高質(zhì)量地完成工作。一般而言，在確定零件制作需要的工序之后，需要我們克服制作過程中的阻力，嚴格按照既定的操作步驟、按部就班地完成零件的加工與制作，這樣才能夠確保不確定因素對零件的干擾?？傮w上提高零件加工與制作的質(zhì)量。

3.6 優(yōu)秀員工的鼓勵政策

零件加工與制作是一項枯燥的工作，員工很容易在這樣枯燥的工作中失去對工作的興趣。隨著積極性與工作興趣的消失，就會降低工作的效率，降低產(chǎn)品的品質(zhì)。所以公司需要注重對員工工作以及生活的關(guān)心，讓員工的勞動得到及時穩(wěn)定的反饋。這就需要制定健全的獎勵政策，對于產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量連續(xù)優(yōu)秀的員工給予物質(zhì)和精神上的鼓勵。這樣一來就會調(diào)動員工工作的積極性與工作興趣，在一定程度上幫助提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了可能會出現(xiàn)零件變形的可能性。對于因員工操作不當出現(xiàn)失誤造成的零件變形給予適當?shù)膽土P，讓全體員工引以為戒，避免再次出現(xiàn)失誤。在員工整體中形成積極向上的氛圍，積極進取，提高零件的質(zhì)量。

4 結(jié)語

機械零件的加工制作是一項對技術(shù)含量要求較高的工作，稍有不慎就可能會產(chǎn)生變形。因此，需要我們認真分析產(chǎn)生變形的成因，并按照嚴格的操作程序進行操作，在加工之前，做好各項工作的準備，檢查機械設(shè)備是否處于正常工作的狀態(tài)。對于產(chǎn)生變形的成因?qū)ΠY下藥，從根本上減少或避免變形問題的產(chǎn)生。

[1]黃天銘.機械制造工藝學(xué)[M].重慶：重慶人民出版社，2009.

[2]王信義.機械制造工藝學(xué)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2010.

[3]李亞松.機械零件加工中的變形與應(yīng)對措施[M].重慶：重慶人民出版社，2011.

[4]計志孝.機械零件變形故障機理及其清除對策[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2011.

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