减小零件加工变形的工艺方法.pdf

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1、日■文／沈阳第一机床厂李欣何松徐娇【摘要】：文章阐述了零件变形的常见形式，分析产生的弯曲变形，多发生在细长的零件上；复合变形了零件加工变形的产生机理，重点介绍了几种减小加是以上某几种变形叠加在一起形成的变形。工变形的工艺方法。1．2导致零件变形的因素【关键词】：加工、变形、残余应力、工艺方法导致零件变形的因素主要有材料、结构、工艺方lI吉置法以及切削参数等几个方面。在零件材料方面，常用的有铸铁、钢、铝合金、铜、尼龙等，其中铜、铝合在零件的加工制造过程中，如切削、磨削等，以金变形比较严重。就结构而言，有细长轴、梁类零件、及在淬火等热处理过程中，都会出现变形

2、现象，这些框架类零件(中心镂空)、薄板类零件(面积大而薄)、变形对零件的形位公差及尺寸精度有着很大的影响。薄壁套类零件(直径大而长度短)等。各类结构的零因此，在加工时对零件的变形必须给予足够的重视，件有其典型的变形特点：细长轴、梁类零件的变形特并要采取相应的措施，以便最大限度的减小变形。下点是翘曲、侧弯为主，扭曲为辅：框架类零件的变形面将详细剖析零件加工变形产生的成因及解决办法，特点是翘曲为主，腹板凸起变形为辅：薄板类零件的并从工艺方法方面予以重点介绍。变形特点是翘曲为主：薄壁套类零件的变性特点是复1．零件变形概述合变形，因其各剖面结构不一致、剖面形状不

3、对称的原因，变形较为复杂，以翘曲、扭曲为主。1．1常见的零件变形形式当零件材料确定以后，零件结构和工艺方法就是在机械加工中常见的零件变形主要有以下几种形导致零件变形的主要因素。式：翘曲变形、扭曲变形、侧弯变形以及复合变形。翘曲变形是指在零件主平面垂直方向上产生的弯1．3变形原因分析曲变形：扭曲变形是指绕零件中轴线产生的类似麻花通过上面的叙述可以看出零件的变形形式是多种状的扭转变形：侧弯变形是指在零件主平面上沿横向多样的，产生变形的因素也有很多，但主要因素还是·60·第03期数控机床市场■来源于零件材料内部。零件毛坯在形成过程中产生的2．减小加工变形的工艺

4、方法残余应力对零件加工后变形有很大的影响，是引起零从上面分析可知，变形是由多方面因素导致的，件加工后变形的主要原因之一。也知道了残余应力的存在是引发变形的主要因素。我材料或毛坯在制造过程中产生的大量的残余应们在考虑解决问题的方法时，首先作一个分析：在通力，虽经过热处理、自然时效等工艺方法，消除了大常情况下，我们在加工前，毛坯的材料、零件的状态部分的应力，但不可能完全去除。这些毛坯中的残余都已形成，是不可改变的。加工用的刀具、切削参数、应力处于一种相对平衡的状态，因此在加工之前不会机床工作系统也基本确定。因此我们只能在加工工艺引起零件形状的明显变化。的各个

5、环节去把握，以合理的加工方法最大限度的减由于零件加工都是首先破坏外层表面，而且不可小变形。能在一瞬间去除，原来毛坯中残余应力的平衡状态被2．1逐层加工打破，这样就出现了应力的重新分布并在外形上表现将工艺余量分多层切除，而且去除量逐渐减少，出来。每次的去除量约占总量的三分之二。反映在工序的安上下表层受压应力排上就是分为粗加工、半精加工和精加工。在每个阶段的加工中又可细分为几次加工，均匀的去除额定的量。比如零件表面加工余量是5毫米，可分为3毫米+1．5毫米+O．5毫米的切削方法。加工内形时，在一个槽腔内，可分成2～3次切削到最后深度。这样做屯的目的是减小每次

6、切削对表面的破坏量，从而降低应力的不平衡状态，不使应力分布发生剧烈变化而导致大的变形无法恢复。另外，粗、精加工分开，机床设备也可得到合理的使用，即粗加工机床可以充分发挥其效率，精加工机床可长期保持机床的精度，延长使威j5☆用寿命。图1加工变形示意图2．2非对称加工如图1所示，假设该毛坯是一个薄板类零件，则残余应力是以平板层叠加形式分布的。由于铸造时，前面谈到的切削下表面时产生的应力变形不足以上下表层冷却速度较快，内层部分冷却速度较慢，因弥补上表面已发生的变形，这样就引入一种“矫枉过此形成了上下表层受压应力，内层部分受拉应力的状正”的加工方式，也就是说上表

7、面的切削量要小，而态。在切削过程中，首先加工的上表层切屑切离后，下表面的切削量要大于上表面。目的是下表面加工时表面层的应力随着切削作用被去除，这时原来与切屑产生较大的变形，以抵消上表面的加工变形。这对于相连的内层金属的拉应力发生作用，同时下表层的压薄板类零件的加工和梁类零件外形的加工有比较大的应力也发生作用，共同作用的结果使毛坯向被加工的意义。对于单面加工的框、套、隔板类零件，由于已一侧产生变形。当继续加工下表层时，会发生同样的建立的基准面不再加工，主要的加工都集中在单面上，表层则基准面一侧的加工面应尽量大一些，这对于减小变应力形有一定作用。随着2．3分

8、散加工一新组面积E匕较大的框类、薄板类零件，大多只需要单面加工，而且有的零件上槽