机械加(jiā)工性能不仅和企业的利益(yì)相关,还和安全性相关,在给企业带来经济效益的同时,还可以有效降低安全事故发生的概率。因此,在零件加(jiā)工过程中避免零件的变形显得尤为重要。操作(zuò)人员需要考虑各种(zhǒng)因素都,并在加工过(guò)程中采取相应的措(cuò)施(shī)预防变形的发(fā)生,以便使成品的零(líng)件能够正常使用。为了达到这个目标,有必要分析零件加工中出现(xiàn)变形现象的原因,对零件(jiàn)变形问题找出可靠措施,以期为(wéi)现(xiàn)代化企业战略目(mù)标的实现(xiàn)打下坚实基础。
1 分析机械零件(jiàn)加工中变形的原因
1.1 内力作(zuò)用导致零件加工精度改变
车床加工时,通常是利用(yòng)向心力的作用,用车(chē)床的三爪或者四爪(zhǎo)卡盘,把零(líng)件卡紧,然后对机(jī)械零件进行加工(gōng)。同时,为了确保零(líng)件在受力时不松动(dòng)、减小内径向力的作用(yòng),必须要使(shǐ)夹紧力(lì)大于(yú)机械的切(qiē)削力(lì)。夹紧力随着切削力的增大而增大,随之减小而减小。这样的操作才能使机械零件在加工过程中受力稳定。但是(shì),在三爪或者四爪卡盘松开后,加工出来的机械零件就会与原来的相差甚远,有的呈现多(duō)边形,有的呈现椭圆形,出现(xiàn)较大偏差(chà)。
1.2 热处理加工后容易产生变(biàn)形问题
对(duì)于(yú)薄片类的(de)机(jī)械零件,由(yóu)于其长径非常大,在对其进行(háng)热处理后容易出现草帽弯曲(qǔ)的状况。一方面会出现中间鼓出的现象,平面偏差增大,另一方面由于各种外界因素(sù)的影响,使零件产生弯曲现象(xiàng)。这些变(biàn)形问题的产生不仅是由(yóu)于热处理后的零件内应力发(fā)生了(le)变化,还有(yǒu)操作人员的专业知识不扎实,不太了解零件的结构稳定性,从而增大了(le)零件变形的概率。
1.3 外力(lì)作用下引起的弹性(xìng)变形
在机械加工中(zhōng)零件出现弹性形变的(de)原因(yīn)主要(yào)有几个方面(miàn)。一是一些零件的内部(bù)构造中如(rú)果含有薄片(piàn),就会对操作方法有更高要求,否则(zé)在操(cāo)作人员在对零件进行定位和(hé)装夹时,不能和图(tú)纸的设计之间进行对应(yīng),容易导致弹性形变的产生。二是车床和夹具的不平整,使(shǐ)零件在进行固定时两侧的受力不均匀,导致切割时(shí)受力作用小的一(yī)边在力的(de)作用下就会出现平移出现零件变形(xíng)。三是在加工过(guò)程中零件的定位不合理,使零件的(de)刚性强(qiáng)度降低。四是切削力的存在(zài)也是引起零(líng)件弹性(xìng)形变的原因之一。这些不同的原因导(dǎo)致的(de)弹性形变,都说明外力作用对机(jī)械零件加工质(zhì)量的(de)影响。
2 机械(xiè)零(líng)件加工变形的改进(jìn)措施
在实际(jì)的零件加工中(zhōng),导致(zhì)零件变形的因素(sù)很多。为了从根(gēn)本上解决这些变形问题(tí),操作人员需要在实际工作中认真探索这些因素,并结合工作(zuò)精要,制定改进措施(shī)。
2.1 使(shǐ)用专用夹具,减少装夹变形
在机械零件加工过程中(zhōng),对精细化的要求非常严格(gé)。针对不同零(líng)件,选用不同的专用(yòng)工装,可以使零件在加工过程中不易出现位移。另外,加工前,工作(zuò)人员还需要进行相应(yīng)的准备工作,全面检(jiǎn)查固定零件(jiàn),对照图纸,检查机械零件的位置是否正确,以减(jiǎn)少装夹变形。
2.2 修整加(jiā)工
零件(jiàn)在经过热处理后很容(róng)易出现变形问题,这就需要采取措施来保证零件的安全性能。在机械零件加工(gōng)完成并自然变形后,要运用专业的(de)工具进行修整。在对加工后的零(líng)件进行修整加工时,需要按照行业的标准(zhǔn)要求进(jìn)行,以确保零件质量,延长其使用寿命。这种方法在零件变形后(hòu)进行最为(wéi)有效。如(rú)果零件经过热处理后变形,则可以在淬火之后进行回火。因为淬火之后在零件中会存在残余奥氏体,这(zhè)些物质在室温下进而转化为马氏体,然后物(wù)体就会膨胀。在加工零件时要认(rèn)真对待每一个细节,这(zhè)样就可以降低零件变(biàn)形的(de)概率,把握好图纸上的设计理念,根据生产要求,使生(shēng)产出来的产品符(fú)合标准,提高经济效益和工作效率(lǜ),从而确保机械零件加工的质量(liàng)。
2.3 提升毛坯质量
在各种设备的具体操作过程(chéng)中,提升毛胚的质量(liàng)是防止(zhǐ)零件变形的保证,以便(biàn)加工好(hǎo)的零件符合零(líng)件的(de)具体标准要求,为后期零件的使(shǐ)用提供保证。因此,操作人员需要检查不同的毛坯质量,对存在问题(tí)的毛胚,要及时更换,避免出现不必要(yào)的问题(tí)。同时,操作人员需要结合设备的具体要求选择可靠(kào)的毛坯,以保证经过(guò)加工后的零件质量和安全性达到标准要求,进而延长零件的使用寿命。
2.4 增加零件刚度(dù),防止过大变形
在机械零件加工中,零件的(de)安全性能(néng)受(shòu)到很多客观因素的影响。尤(yóu)其是在零件进(jìn)行热处(chù)理后,由于应力收缩(suō)现象(xiàng),会导致零件变形。因此,为了防(fáng)止变形(xíng)现象的产生,技术人员需要选择合适的限热型处理方(fāng)式,进而以改变零件(jiàn)刚度。这需要结合零件的(de)性能,运(yùn)用合适的(de)限热型处理措施,从而保(bǎo)证安全的可靠性。即(jí)使在热处理之后(hòu),也不会出现明显变形。
2.5 减小夹紧力的措施
在加(jiā)工(gōng)刚性差的零(líng)件时,需要采取一些措施增加零件的刚性程度,如可(kě)以增加辅助支撑。也要注意加紧点和零件之间的接(jiē)触面积(jī),根据零件的不同,选择不同的夹持方式,如加工薄壁套类零件时,可以选(xuǎn)用有弹性的轴装置进行夹紧,注意加紧的位置应该选择刚性较强的部(bù)位。而对长轴类的机械零件,可以运用(yòng)两端定位方式。对于长径非常大的零件,需要(yào)采用(yòng)两端一(yī)起夹紧(jǐn)的方式,不能使(shǐ)用“一(yī)端夹紧(jǐn)、一端悬空(kōng)”的方式。此外,在加工铸铁类零件时,夹具的设计需要以增加悬臂部分的刚性为原则。也可以使用一种(zhǒng)新型的液压夹紧(jǐn)工具,以有效防止零件在加工过程(chéng)中由于夹紧变(biàn)形而(ér)引起的质量问题。
2.6 减小切削力
在切削加工(gōng)中要密切结合加工要求注意切削的角(jiǎo)度,以便减少切削力。可(kě)以尽量增大刀具的前角和主(zhǔ)偏角,使刀锋锋利,且合理的刀具在车削中对车削力的大小也至关重要。比如,在对薄壁零件的车削中,如果前角过大,会使刀具的楔角变大,加快磨损速度,变形和摩擦力也会(huì)减小,可以根据不同的刀具(jù)选择前(qián)角的大小。若选用高速刀具,前角为6°~30°最佳;若用硬质合金刀(dāo)具,则前角(jiǎo)为5°~20°最好(hǎo)。
3 结语
导致(zhì)机械零件变形的因素有很多,对于不(bú)同的原因要(yào)采取不同的措施解决。实际操作(zuò)中,要注重机械加(jiā)工的每一个细节,不断完(wán)善生产过程,争取(qǔ)把经济损(sǔn)失降到最低,以保证机械设备稳定工作,实现机械加工(gōng)的高质(zhì)量、高效率目标,从而促使机械加工(gōng)行业具有(yǒu)一个更好的发(fā)展前(qián)景和更广阔的市场。
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