在机械加工时,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,如果选择了性质不合适的材料或材料质量存在问题,在加工过程中很容易出现变形问题,零件加工的工艺如热处理、退火和焊接等也会对变形产生影响,果工艺不当或者工艺流程有误,都可能导致加工出现问题。
机械加工零件时产生变形的原因有多种,主要包括以下几个方面:
内力作用:在机械加工过程中,零件会受到各种力的作用,如切削力、夹紧力等。这些力会导致零件内部产生应力,当应力材料的屈服强度时,零件会发生变形。特别是在车床加工时,利用向心力的作用,通过三爪或四爪卡盘夹紧零件进行加工,夹紧力随着切削力的增大而增大,随后随着切削力的减小而减小。这种操作虽然能使零件在加工过程中受力稳定,但在夹紧力松开后,零件可能会因为内部应力的释放而发生变形。
处理变形:热处理是机械加工中常见的工艺之一,通过加热和冷却来改变材料的性能。然而,在热处理过程中,由于材料内部组织的变化和应力的产生,零件容易发生变形。特别是对于长径比较大的零件,热处理后更容易出现草帽弯曲等变形现象。
弹性变形:零件在受到外力作用时,会产生弹性变形。当外力去除后,如果零件能够恢复原来的形状和尺寸,这种变形被称为弹性变形。然而,如果外力过大或作用时间过长,零件可能会发生塑性变形,即变形后无法恢复原来的形状和尺寸。工件装夹引起的变形:在机械加工中,工件的装夹方式对其变形也有很大影响。如果夹持点选择不当或夹持力过大,都可能导致零件在加工过程中发生变形。此外,如果夹具的精度不高或夹具与工件之间的接触面积不足,也可能导致零件变形。
材料因素:材料的性质对零件加工变形有着重要的影响。例如,材料的弹性模量、膨胀系数、热导率等性质都会影响零件在加工过程中的变形行为。如果选择了性质不合适的材料或材料质量存在问题,在加工过程中很容易出现变形问题。为了减少机械加工零件时的变形,可以采取以下措施:
优化机械加工工艺和流程,减少切削力和切削热对零件的影响。选择合适的夹具和定位方法,确保零件在加工过程中的稳定性和准确性。严格控制加工参数,如切削速度、进给量等,以减少加工过程中的应力和变形。根据零件的使用环境和要求选择适合的材料,并确保材料质量符合标准。在加工过程中进行跟踪监测,及时发现和解决问题,避免变形进一步扩大。