工件的材料和結(jié)構(gòu)會(huì)影響工件的變形

變形與形狀復(fù)雜性、縱橫比和壁厚以及材料的剛度和穩(wěn)定性成正比。因此，在零件設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量減少這些因素對(duì)工件變形的影響。

尤其是大型零件的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)要合理。加工前應(yīng)嚴(yán)格控制毛坯的硬度、氣孔等缺陷，以保證毛坯質(zhì)量，減少工件變形。

工件裝夾引起的變形

夾持工件時(shí)，應(yīng)先選擇正確的夾持點(diǎn)，再根據(jù)夾持點(diǎn)的位置選擇合適的夾持力。因此，夾持點(diǎn)和支撐點(diǎn)應(yīng)盡量保持一致，使夾持力作用在支撐上。裝夾點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工面，應(yīng)選擇受力不易引起裝夾變形的位置。

當(dāng)工件上作用有多個(gè)夾緊力方向時(shí)，應(yīng)考慮夾緊力的順序。工件與支架接觸時(shí)，夾緊力應(yīng)先作用，不易過大。對(duì)于平衡切削力的主夾緊力，應(yīng)最后作用。

其次，應(yīng)增加工件與夾具的接觸面積或使用軸向夾緊力。提高零件的剛度是解決裝夾變形的有效途徑，但由于薄壁零件的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其剛度較低。這樣，在夾緊力的作用下就會(huì)發(fā)生變形。

增加工件與夾具的接觸面積，可有效減少工件裝夾時(shí)的變形。例如，銑削薄壁零件時(shí)，大量使用彈性壓板，以增加接觸零件的受力面積；在車削薄壁套筒的內(nèi)徑和外圓時(shí)，無論是使用簡(jiǎn)單的開口過渡環(huán)，還是使用彈性芯軸、整體弧形爪等，都是為了增加接觸面積。裝夾過程中的工件。這種方法有利于承受夾緊力，從而避免零件變形。軸向夾緊力在生產(chǎn)中也被廣泛使用。專用夾具的設(shè)計(jì)制造，可使夾持力作用于端面，可解決因工件壁薄、剛性差而造成的工件彎曲變形。

 工件加工引起的變形

在切削過程中，由于切削力的作用，工件在力的方向上產(chǎn)生彈性變形，也就是常說的走刀現(xiàn)象。針對(duì)這種變形，應(yīng)對(duì)刀具采取相應(yīng)的措施。精加工時(shí)，要求刀具鋒利。一方面可以減小刀具與工件摩擦形成的阻力，另一方面可以提高刀具切削工件時(shí)的散熱能力，從而減少內(nèi)部殘留工件上的應(yīng)力。

例如，銑削薄壁零件的大平面時(shí)，采用單刃銑法，刀具參數(shù)選擇較大的主偏角和較大的前角，以降低切削阻力。由于切削速度輕，該刀具減少了薄壁零件的變形，在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。

在薄壁零件車削中，合理的刀具角度對(duì)切削力、熱變形和工件表面的微觀質(zhì)量都非常重要。刀具前角的切削變形和鋒利度由刀具前角的大小決定。前角過大會(huì)減少切削變形和摩擦，但前角過大會(huì)減小刀具的楔角，削弱刀具的強(qiáng)度，導(dǎo)致刀具散熱。刀具會(huì)變差，磨損會(huì)加速。因此，車削薄壁鋼件時(shí)，應(yīng)使用前角為6°至30°的高速刀具和前角為5°至20°的硬質(zhì)合金刀具。

刀具后角大時(shí)，摩擦力小，切削力相應(yīng)減小，但后角過大，刀具強(qiáng)度會(huì)減弱。車削薄壁零件時(shí)，使用高速鋼車刀，刀具后角為6°至12°和硬質(zhì)合金刀具，精車后角為4°至12°，粗車時(shí)后角較小.薄壁零件的內(nèi)外圓車削時(shí)，取大的主偏角。正確選擇刀具是處理工件變形的必要條件。

在加工中，刀具與工件摩擦產(chǎn)生的熱量也會(huì)使工件變形，因此常選擇高速加工。在高速加工中，由于排屑時(shí)間短，切削熱大部分被切屑帶走，減少了工件的熱變形；其次，在高速加工中，切削層材料軟化部分的減少也可以減少零件的變形，有利于保證零件的尺寸和形狀精度。此外，切削液主要用于降低切削過程中的摩擦和切削溫度。合理使用切削液對(duì)提高刀具壽命、加工表面質(zhì)量和加工精度具有重要作用。因此，為防止零件變形，需要合理使用足量的切削液。

合理的切削參數(shù)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零件時(shí)，一般采用對(duì)稱加工，使相對(duì)兩側(cè)產(chǎn)生的應(yīng)力平衡，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。加工后工件光滑。但是，當(dāng)某道工序需要較大的切削量時(shí)，由于拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的不平衡，工件就會(huì)發(fā)生變形。

薄壁零件在車削中的變形是多方面的。夾緊工件時(shí)的夾緊力，切削工件時(shí)的切削力，工件阻礙刀具時(shí)的彈性變形和塑性變形，切削區(qū)域溫度升高，導(dǎo)致熱變形。因此，我們需要粗加工，后進(jìn)給量和進(jìn)給量可以取大些；精加工時(shí)，刀量一般為0.2～0.5mm，進(jìn)給速度一般為0.1～0.2mm/r，甚至更小，切削速度為6～120m/min。精加工時(shí)，切削速度應(yīng)盡可能高，但不易過高。合理選擇切削參數(shù)可以減少零件的變形。

加工后的應(yīng)力和變形

加工后，零件本身存在內(nèi)應(yīng)力，這些內(nèi)應(yīng)力的分布是一個(gè)相對(duì)平衡的狀態(tài)。零件的形狀相對(duì)穩(wěn)定，但在去除一些材料和熱處理后，內(nèi)應(yīng)力會(huì)發(fā)生變化。這時(shí)，工件需要再次達(dá)到應(yīng)力平衡，所以形狀發(fā)生變化。為了解決這種變形，我們可以將需要矯直的工件通過熱處理堆放到一定高度，用一定的工裝將其壓成平整狀態(tài)，然后將工裝和工件一起放入加熱爐中。根據(jù)零件材料的不同，我們可以選擇不同的加熱溫度和加熱時(shí)間。熱矯直后，工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。此時(shí)工件不僅獲得了更高的直線度，而且加工硬化現(xiàn)象也被消除，更便于零件的進(jìn)一步精加工。鑄件應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理，盡可能消除內(nèi)部殘余應(yīng)力，變形后再進(jìn)行加工，即粗加工時(shí)效加工。

對(duì)于大型零件采用仿形加工，即對(duì)裝配后工件的變形進(jìn)行預(yù)測(cè)，加工時(shí)將變形預(yù)留在相反的方向，可以有效防止零件裝配后的變形。

 摘要

我總結(jié)了以下解決方案供您參考！

1、為減少工件的應(yīng)力和變形，應(yīng)對(duì)工件的材料進(jìn)行適當(dāng)、科學(xué)的時(shí)效處理；

2、為減少切削量過大或溫度過高引起的變形，應(yīng)適當(dāng)設(shè)定加工余量，慢加工采用量少、次數(shù)多的原則；

3、對(duì)于曲面加工，需要制作合適的夾具來平衡工件的夾持力，以減少工件的變形。

綜上所述，對(duì)于易變形的工件，在毛坯及加工工藝上應(yīng)采取相應(yīng)的對(duì)策。需要根據(jù)不同的情況進(jìn)行分析，找到合適的工藝路線。當(dāng)然，上述方法只是為了進(jìn)一步減少工件的變形，如果想要得到精度更高的工件，還需要不斷的學(xué)習(xí)、探索和研究。