机械加工中工件变形的原因及预防措施探微

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　　摘要：进入21世纪以来，我国的机械设计制造行业发展速度惊人，机械制造水平迅猛提升，給人们的日常生产生活带来极大的便利。在实际的机械生产制造中，受到加工工艺、环境、材料等多重因素的影响，工件变形的情况不可避免。在生产中，变形的工件只能按照报废处理，这不仅加大了制造材料的浪费，也对于生产的效率和进度产生了不利影响。基于此，在机械制造生产领域，不断总结经验做好工件变形分析，是行业最普遍关注的重要问题之一。
　　关键词：机械加工；工件；变形；原因；预防措施
　　任何机械设备都是由众多的加工工件组合而成的，任何一个工件出现故障或问题都会影响整个机械产品的正常使用。因此，要不断提高机械产品的生产效率与品质，最可靠最基础的路径就是不断提高工件加工的品质与效率。
　　1机械加工工件变形原因
　　机械加工工艺中，影响工件变形的要素很多，常见的如工件材质、结构、加工器具、热处理等，通常有些变形不仅仅是单个要素作用的结果，可能是众多要素聚合影响。正因如此，在机械加工工艺中，对加工人员的技术操作水平要求比价严格，因为稍有控制不当，就会造成工件出现不同程度的变形。
　　（1）工件材质与结构。机械加工中，如使用的材质可塑性差、强度低，作业时力度控制不当，用力过大会导致工件变形，轻则留下质量瑕疵，重则导致工件报废。另外，机械加工零件结构也会引起变形情况的发生，如工件结构复杂，截面突变、过度圆角、结构壁厚不均匀等导致工件内部应力过于集中，一旦去除加工器具，工件变会出现变形。
　　（2）加工器具。工件加工中应用的加工器具较多，如加工人员对相关细节控制不当容易导致工件变形。一方面，加工人员对工件硬度、强度把握不准确，夹具位置选择不合理或夹具力度控制不当，导致工件变形。另一方面，工件切削作业时使用的刀具不合理或锋利度不够，导致工件因承受较大的作用力发生变形。
　　（3）加工摩擦。工件加工时进给方向上的温度不均匀，尤其工件单面因摩擦受热，导致工件向上凸出，形成弓形。另外，加工面和工件之间也会因产生摩擦，导致工件的金属流动特性发生改变产生应力，当应力超过工件承受程度时也会出现变形。
　　2机械加工工件变形的预防
　　机械加工过程中，工件变形给加工质量造成的影响较为明显。研究得知，工件变形原因较为复杂，既有单一因素引起，又有综合因素引起，因此，加工人员应提高认识，总结以往工件加工经验，分析影响工件变形的原因，及时采取针对性措施加以预防，保证工件加工作业保质保量的完成。
　　（1）做好工件合理设计。为防止工件受材料及自身结构影响发生变形，要求加工单位做好充分准备，明确工件加工各个环节，尤其应严把工件设计关。具体应注重以下内容的落实：
　　一方面，加工单位应要求加工人员认真研究工件用途、工件所处的运行环境，明确工件强度、韧性要求，从性能、经济角度对所用钢材进行综合考虑，选择合适的钢材。同时，做好钢材性能研究，必要情况下对钢材进行热处理，在保证钢材性能的同时，降低变形出现机率。另一方面，设计工件结构时，要求设计人员做好各工件各部分强度计算，在不影响工件使用性能的基础上，保证结构壁厚度一致，结构合理。另外，使用专业软件，对设计好的工件进行受力仿真模拟，掌握工件运行中的各种受力情况，设计时针对受力较大的部分，适当进行加固处理。
　　（2）制定合理加工方案。制定合理的工件加工方案，不仅有助于提高加工作业效率，而且还能预防工件变形情况的发生，因此，要求加工人员做好各个加工环节研究，保证制定的加工方案可行、高效。
　　一方面，工件加工单位及时组织技术人员认真分析工件加工需求，吃透加工工件设计图纸，制定合理的加工方案。另一方面，要求加工人员总结以往加工经验，认真研究工件结构，明确加工流程，保证加工作业不能对已加工好的部分造成影响。同时，要求加工人员根据加工局部形状，选择合理的加工刀具，尤其认真计算合理的切削参数，包括切削速度、进给量、切削深度等。同时，为验证加工方案的可行性，及时发现与改进加工方案，正式加工前应进行试加工操作，发现变形，认真分析原因，及时对加工方案进行改进。
　　（3）注重加工环节优化。为预防工件加工作业中变形情况的发生，加工时应注重加工环节的优化，尤其应注重加工参数的控制与优化。
　　一方面，优化切削作业。使用刀具时应做好刀具锋利程度检查，使用锋利且耐磨性能较好的刀具，尤其应选择合理的刃磨角度，防止让刀导致工件变形。另外，切削作业时为防止摩擦热量聚集，应做好冷却处理。如条件允许，可进行高速切削加工，提高切削效率的同时，使产生热量被切屑带走，避免温度过高。另一方面，减小切削应力。减小加工中产生的应力，是预防工件变形的重要方法，因此，加工时应注重进行对称加工，避免加工应力的出现。针对重要位置，加工人员应先进行粗加工处理，至应力全部释放后再进行精加工操作。另外，如工件结构不对称或结构壁较薄时，在制作毛坯的过程中注重采用反向变形措施，预防变形情况的出现，具体做法是：在工件可能发生变形的反方向留下合适的变形量，并认真考虑加工时的各种影响变形的因素。
　　3结论
　　机械加工工件变形原因复杂，加工人员应提高认识，做好研究与分析，在工作中不断的实践、摸索，掌握不同工件的加工方法与规律，制定切实可行的方案加以预防。本文通过讨论得出的结论有：
　　（1）工件加工专业性强，涉及的内容多，其中做好工件变形控制是工作的重点。研究发现，工件材料与结构、加工器具、加工摩擦等会引起工件出现不同程度的变形，因此，应通过严把工件设计关、制定合理加工方案、做好加工环节优化等措施加以预防。
　　（2）工作实践中，加工人员应保持持续学习的态度努力提升自己的加工水平，一方面，围绕“如何预防工件加工变形”这一问题，积极总结加工经验、做好加工相关环节的优化，注重自主学习，敢于大胆尝试。另一方面，注重向经验丰富的加工人员学习经验，针对不同的工件，寻找最优的加工方法与加工方案，避免工件变形的同时，保证加工工作圆满完成。
　　参考文献
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