加工中心的的工件變形？看看都是什么原因

一往冇前

我們知道數(shù)控加工中心的的工件變形問(wèn)題，是比較難以解決的問(wèn)題。首先必須分析產(chǎn)生變形的原因,，然后才能采取應(yīng)對(duì)的措施。

一,、工件的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)會(huì)影響工件的變形
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變形量的大小與形狀復(fù)雜程度,、長(zhǎng)寬比和壁厚大小成正比，與材質(zhì)的剛性和穩(wěn)定性成正比,。所以在設(shè)計(jì)零件時(shí)盡可能的減小這些因素對(duì)工件變形的影響,。尤其在大型零件的結(jié)構(gòu)上更應(yīng)該做到結(jié)構(gòu)合理。在加工前也要對(duì)毛坯硬度,、疏松等缺陷進(jìn)行嚴(yán)格控制,，保證毛坯質(zhì)量，減少其帶來(lái)的工件變形,。

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二,、工件裝夾時(shí)造成的變形
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工件裝夾時(shí),，首先要選擇正確的夾緊點(diǎn)，然后根據(jù)夾緊點(diǎn)的位置選擇適當(dāng)?shù)膴A緊力,。因此盡可能使夾緊點(diǎn)和支撐點(diǎn)一致,，使夾緊力作用在支撐上，夾緊點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工面,，且選擇受力不易引起夾緊變形的位置,。當(dāng)工件上有幾個(gè)方向的夾緊力作用時(shí)，要考慮夾緊力的先后順序,，對(duì)于使工件與支撐接觸夾緊力應(yīng)先作用,，且不易太大，對(duì)于平衡切削力的主要夾緊力,，應(yīng)作用在最后,。

其次要增大工件與夾具的接觸面積或采用軸向夾緊力。增加零件的剛性,，是解決發(fā)生夾緊變形的有效辦法,，但由于薄壁類零件的形狀和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，導(dǎo)致其具有較低的剛性,。這樣在裝夾施力的作用下,，就會(huì)產(chǎn)生變形。增大工件與夾具的接觸面積,，可有效降低工件件裝夾時(shí)的變形,。如在銑削加工薄壁件時(shí)，大量使用彈性壓板,，目的就是增加接觸零件的受力面積,；在車削薄壁套的內(nèi)徑及外圓時(shí)，無(wú)論是采用簡(jiǎn)單的開口過(guò)渡環(huán),，還是使用彈性芯軸,、整弧卡爪等，均采用的是增大工件裝夾時(shí)的接觸面積,。這種方法有利于承載夾緊力,，從而避免零件的變形。采用軸向夾緊力,，在生產(chǎn)中也被廣泛使用,，設(shè)計(jì)制作專用夾具可使夾緊力作用在端面上，可以解決由于工件壁薄,，剛性較差,，導(dǎo)致的工件彎曲變形。

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三,、工件加工時(shí)造成的變形

工件在切削過(guò)程中由于受到切削力的作用,，產(chǎn)生向著受力方向的彈性形變,，就是我們常說(shuō)的讓刀現(xiàn)象。應(yīng)對(duì)此類變形在刀具上要采取相應(yīng)的措施,，精加工時(shí)要求刀具鋒利,，一方面可減少刀具與工件的摩擦所形成的阻力，另一方面可提高刀具切削工件時(shí)的散熱能力,，從而減少工件上殘余的內(nèi)應(yīng)力,。

例如在銑削薄壁類零件的大平面時(shí)，使用單刃銑削法,，刀具參數(shù)選取了較大的主偏角和較大的前角,，目的就是為了減少切削阻力。由于這種刀具切削輕快,，減少了薄壁類零件的變形,，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。在薄壁零件的車削中,，合理的刀具角度對(duì)車削時(shí)切削力的大小,，車削中產(chǎn)生的熱變形,、工件表面的微觀質(zhì)量都是至關(guān)重要的,。刀具前角大小，決定著切削變形與刀具前角的鋒利程度,。前角大,，切削變形和摩擦力減小，但前角太大,，會(huì)使刀具的楔角減小,，刀具強(qiáng)度減弱，刀具散熱情況差,，磨損加快,。所以，一般車削鋼件材料的薄壁零件時(shí),，用高速刀具,，前角取6°～30°，用硬質(zhì)合金刀具,，前角取5°～20°,。刀具的后角大，摩擦力小,，切削力也相應(yīng)減小,，但后角過(guò)大也會(huì)使刀具強(qiáng)度減弱。在車削薄壁零件時(shí),，用高速鋼車刀,，刀具后角取6°～12°,，用硬質(zhì)合金刀具，后角取4°～12°,，精車時(shí)取較大的后角,，粗車時(shí)取較小的后角。車薄壁零件的內(nèi)外圓時(shí),，取大的主偏角,。正確選擇刀具是應(yīng)對(duì)工件變形的必要條件。

加工中刀具和工件摩擦產(chǎn)生的熱量也會(huì)使工件變形,，因此在很多時(shí)候選擇高速切削加工,。在高速切削加工中，由于切屑在較短時(shí)間內(nèi)被切除,，絕大部分切削熱被切屑帶走,，減少了工件的熱變形；其次,，在高速加工中,，由于切削層材料軟化部分的減少，也可減少零件加工的變形,，有利于保證零件的尺寸,、形狀精度。另外,，切削液主要用來(lái)減少切削過(guò)程中的摩擦和降低切削溫度,。合理使用切削液對(duì)提高刀具的耐用度和加工表面質(zhì)量、加工精度具有重要作用,。因此,，在加工中為防止零件變形必須合理使用充分的切削液。

加工中采用合理的切削用量是保證零件精度的關(guān)鍵因素,。在加工精度要求較高的薄壁類零件時(shí),，一般采取對(duì)稱加工，使相對(duì)的兩面產(chǎn)生的應(yīng)力均衡,，達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),，加工后工件平整。但當(dāng)某一工序采取較大的吃刀量時(shí),，由于拉應(yīng)力,、壓應(yīng)力失去平衡，工件便會(huì)產(chǎn)生變形,。

薄壁零件車削時(shí)變形是多方面的,，裝夾工件時(shí)的夾緊力，切削工件時(shí)切削力，工件阻礙刀具切削時(shí)產(chǎn)生的彈性變形和塑性變形,，使切削區(qū)溫度升高而產(chǎn)生熱變形,。所以，我們要在粗加工時(shí),，背吃刀量和進(jìn)給量可以取大些,；精加工時(shí)，刀量一般在0.2～0.5mm,，進(jìn)給量一般在0.1～0.2mm/r,，甚至更小，切削速度6～120m/min,，精車時(shí)用盡量高的切削速度,，但不易過(guò)為高。合理選擇好切削用量,，從而到達(dá)減少零件變形的目的,。

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四、加工后應(yīng)力變形

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加工后,，零件本身存在內(nèi)應(yīng)力,，這些內(nèi)應(yīng)力分布是一種相對(duì)平衡的狀態(tài)，零件外形相對(duì)穩(wěn)定,，但是去除一些材料和熱處理后內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化,，這時(shí)工件需要重新達(dá)到力的平衡所以外形就發(fā)生了變化。解決這類變形可以通過(guò)熱處理的方法,，把需要校直的工件疊成一定高度,，采用一定工裝壓緊成平直狀態(tài),，然后把工裝和工件一起放入加熱爐中,，根據(jù)零件材料的不同，選擇不同的加熱溫度和加熱時(shí)間,。熱校直后,，工件內(nèi)部組織穩(wěn)定。此時(shí),，工件不僅得到了較高的直線度,，而且加工硬化現(xiàn)象得到消除，更便于零件的進(jìn)一步精加工,。鑄件要做到時(shí)效處理,，盡量消除內(nèi)部的殘余應(yīng)力，采用變形后再加工的方式,，即粗加工-時(shí)效-再加工,。對(duì)于大型零件要采用仿形加工，即預(yù)計(jì)工件裝配后的變形量，加工時(shí)在相反的方向預(yù)留出變形量,，可有效的防止零件在裝配后的變形,。

綜上所述，對(duì)于易變形工件,，在毛坯和加工工藝上都要采用相應(yīng)的對(duì)策,，需根據(jù)不同情況加以分析，都會(huì)找到一條合適的工藝路線的,。當(dāng)然,，上述的方法只是進(jìn)一步減小工件變形，如果想得到更高精的工件,，還需要不斷的學(xué)習(xí),、探討和研究。

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邢云鶴

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