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机械加工中哪些因素会造成工件变形的因素：材质、结构、应力等

发布时间：2024-10-10点击：1476

机械加工中的工件变形问题，，，，，，，是比较难解决的问题。。。。。。。。必须分析产生变形的原因，，，，，，，然后才能采取应对的措施。。。。。。。。

工件的材质和结构会影响工件的变形

变形量的大小与形状复杂程度、长宽比和壁厚大小成正比，，，，，，，与材质的刚性和稳定性成正比。。。。。。。。所以在设计零件时尽可能的减小这些因素对工件变形的影响。。。。。。。。

尤其在大型零件的结构上更应该做到结构合理。。。。。。。。在加工前也要对毛坯硬度、疏松等缺陷进行严格控制，，，，，，，保证毛坯质量，，，，，，，减少其带来的工件变形。。。。。。。。

工件装夹时造成的变形

工件装夹时，，，，，，，首先要选择正确的夹紧点，，，，，，，然后根据夹紧点的位置选择适当的夹紧力。。。。。。。。因此尽可能使夹紧点和支撑点一致，，，，，，，使夹紧力作用在支撑上，，，，，，，夹紧点应尽可能靠近加工面，，，，，，，且选择受力不易引起夹紧变形的位置。。。。。。。。当工件上有几个方向的夹紧力作用时，，，，，，，要考虑夹紧力的先后顺序，，，，，，，对于使工件与支撑接触夹紧力应先作用，，，，，，，

且不易太大，，，，，，，对于平衡切削力的主要夹紧力，，，，，，，应作用在***后。。。。。。。。其次要增大工件与夹具的接触面积或采用轴向夹紧力。。。。。。。。增加零件的刚性，，，，，，，是解决发生夹紧变形的有效办法，，，，，，，但由于薄壁类零件的形状和结构的特点，，，，，，，导致其具有较低的刚性。。。。。。。。这样在装夹施力的作用下，，，，，，，就会产生变形。。。。。。。。增大工件与夹具的接触面积，，，，，，，可有效降低工件装夹时的变形。。。。。。。。

如在铣削加工薄壁件时，，，，，，，大量使用弹性压板，，，，，，，目的就是增加接触零件的受力面积；；；；；在车削薄壁套的内径及外圆时，，，，，，，无论是采用简单的开口过渡环，，，，，，，还是使用弹性芯轴、整弧卡爪等，，，，，，，均采用的是增大工件装夹时的接触面积。。。。。。。。这种方法有利于承载夹紧力，，，，，，，从而避免零件的变形。。。。。。。。采用轴向夹紧力，，，，，，，在生产中也被广泛使用，，，，，，，设计制作专用夹具可使夹紧力作用在端面上，，，，，，，可以解决由于工件壁�。。。。。。。。�，，，，，，刚性较差，，，，，，，导致的工件弯曲变形。。。。。。。。

工件加工时造成的变形

工件在切削过程中由于受到切削力的作用，，，，，，，产生向着受力方向的弹性形变，，，，，，，就是我们常说的让刀现象。。。。。。。。应对此类变形在刀具上要采取相应的措施，，，，，，，精加工时要求刀具锋利，，，，，，，一方面可减少刀具与工件的摩擦所形成的阻力，，，，，，，另一方面可提高刀具切削工件时的散热能力，，，，，，，从而减少工件上残余的内应力。。。。。。。。

例如在铣削薄壁类零件的大平面时，，，，，，，使用单刃铣削法，，，，，，，刀具参数选取了较大的主偏角和较大的前角，，，，，，，目的就是为了减少切削阻力。。。。。。。。由于这种刀具切削轻快，，，，，，，减少了薄壁类零件的变形，，，，，，，在生产中得到广泛的应用。。。。。。。。

在薄壁零件的车削中，，，，，，，合理的刀具角度对车削时切削力的大�。。。。。。。。�，，，，，，车削中产生的热变形、工件表面的微观质量都是至关重要的。。。。。。。。刀具前角大�。。。。。。。。�，，，，，，决定着切削变形与刀具前角的锋利程度。。。。。。。。前角大，，，，，，，切削变形和摩擦力减�。。。。。。。。�，，，，，，但前角太大，，，，，，，会使刀具的楔角减�。。。。。。。。�，，，，，，刀具强度减弱，，，，，，，刀具散热情况差，，，，，，，磨损加快。。。。。。。。所以，，，，，，，一般车削钢件材料的薄壁零件时，，，，，，，用高速刀具，，，，，，，前角取6°～30°；；；；；用硬质合金刀具，，，，，，，前角取5°～20°。。。。。。。。刀具的后角大，，，，，，，摩擦力�。。。。。。。。�，，，，，，切削力也相应减�。。。。。。。。�，，，，，，但后角过大也会使刀具强度减弱。。。。。。。。

在车削薄壁零件时，，，，，，，用高速钢车刀，，，，，，，刀具后角取6°～12°，，，，，，，用硬质合金刀具，，，，，，，后角取4°～12°，，，，，，，精车时取较大的后角，，，，，，，粗车时取较小的后角。。。。。。。。车薄壁零件的内外圆时，，，，，，，取大的主偏角。。。。。。。。正确选择刀具是应对工件变形的必要条件。。。。。。。。加工中刀具和工件摩擦产生的热量也会使工件变形，，，，，，，因此在很多时候选择高速切削加工。。。。。。。。在高速切削加工中，，，，，，，由于切屑在较短时间内被切除，，，，，，，绝大部分切削热被切屑带走，，，，，，，减少了工件的热变形；；；；；其次，，，，，，，在高速加工中，，，，，，，由于切削层材料软化部分的减少，，，，，，，也可减少零件加工的变形，，，，，，，有利于保证零件的尺寸、形状精度。。。。。。。。

另外，，，，，，，切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。。。。。。。。合理使用切削液对提高刀具的耐用度和加工表面质量、加工精度具有重要作用。。。。。。。。因此，，，，，，，在加工中为防止零件变形必须合理使用充分的切削液。。。。。。。。加工中采用合理的切削用量是保证零件精度的关键因素。。。。。。。。在加工精度要求较高的薄壁类零件时，，，，，，，一般采取对称加工，，，，，，，使相对的两面产生的应力均衡，，，，，，，达到一个稳定状态，，，，，，，加工后工件平整。。。。。。。。但当某一工序采取较大的吃刀量时，，，，，，，由于拉应力、压应力失去平衡，，，，，，，工件便会产生变形。。。。。。。。

薄壁零件车削时变形是多方面的，，，，，，，装夹工件时的夹紧力，，，，，，，切削工件时切削力，，，，，，，工件阻碍刀具切削时产生的弹性变形和塑性变形，，，，，，，使切削区温度升高而产生热变形。。。。。。。。所以，，，，，，，我们要在粗加工时，，，，，，，背吃刀量和进给量可以取大些；；；；；精加工时，，，，，，，刀量一般在0.2～0.5mm，，，，，，，进给量一般在0.1～0.2mm/r，，，，，，，甚至更�。。。。。。。。�，，，，，，切削速度6～120m/min，，，，，，，精车时用尽量高的切削速度，，，，，，，但不易过为高。。。。。。。。合理选择好切削用量，，，，，，，从而到达减少零件变形的目的。。。。。。。。

加工后应力变形

加工后，，，，，，，零件本身存在内应力，，，，，，，这些内应力分布是一种相对平衡的状态，，，，，，，零件外形相对稳定，，，，，，，但是去除一些材料和热处理后内应力发生变化，，，，，，，这时工件需要重新达到力的平衡所以外形就发生了变化。。。。。。。。解决这类变形可以通过热处理的方法，，，，，，，把需要校直的工件叠成一定高度，，，，，，，采用一定工装压紧成平直状态，，，，，，，然后把工装和工件一起放入加热炉中，，，，，，，根据零件材料的不同，，，，，，，选择不同的加热温度和加热时间。。。。。。。。热校直后，，，，，，，工件内部组织稳定。。。。。。。。此时，，，，，，，工件不仅得到了较高的直线度，，，，，，，而且加工硬化现象得到消除，，，，，，，更便于零件的进一步精加工。。。。。。。。

铸件要做到时效处理，，，，，，，尽量消除内部的残余应力，，，，，，，采用变形后再加工的方式，，，，，，，即粗加工—时效—再加工。。。。。。。。对于大型零件要采用仿形加工，，，，，，，即预计工件装配后的变形量，，，，，，，加工时在相反的方向预留出变形量，，，，，，，可有效的防止零件在装配后的变形。。。。。。。。

综上所述，，，，，，，对于易变形工件，，，，，，，在毛坯和加工工艺上都要采用相应的对策，，，，，，，需根据不同情况加以分析，，，，，，，都会找到一条合适的工艺路线的。。。。。。。。当然，，，，，，，上述的方法只是进一步减小工件变形，，，，，，，如果想得到更高精的工件，，，，，，，还需要不断的学习、探讨和研究。。。。。。。。

来源：兰兴电力