加工中心工件变形的原因及解决方法

对于机械加工来说，相似性的概念是致命的。如果一个外观相似的产品与其他产品组合使用，缺陷会不断放大，导致工厂的加工质量达不到高端精密制造的要求。我们都知道加工中心的工件变形问题比较难解决，所以首先要分析变形的原因，然后再采取对策。

1。工件的材料和结构对变形的影响

变形量与形状、纵横比和壁厚的复杂程度成正比，与材料的刚度和稳定性成正比。因此，在设计零件时，尽量减少这些因素对工件变形的影响。尤其是大型零件的结构，结构要合理。加工前要严格控制毛坯的硬度、气孔等缺陷，保证毛坯质量，减少工件变形。

2。工件夹紧引起的变形

T 夹具的使用需要选择正确的夹持点，根据夹持点的位置选择合适的夹持力。

当工件上存在多个方向的夹紧力时，应考虑夹紧力的顺序。

夹紧力应先施加，使工件与支架接触，不易过大，后施加平衡切削力的主要夹紧力。

增加工件与夹具的接触面积或使用轴向夹紧力。

增加零件的刚度是解决装夹变形的有效方法，但由于薄壁零件的形状和结构的特点，其刚度较低。这样，在夹紧力的作用下，就会发生变形。

加大工件与夹具的接触面积，可有效减少工件装夹时的变形。

例如，铣削薄壁零件时，大量使用弹性压板，以增加接触零件的受力面积；在车削薄壁套筒的内径和外圆时，无论是简单的剖分过渡环还是弹性心轴、全弧爪等，都用来增加工件夹持时的接触面积。这种方法有利于承受夹紧力，从而避免零件变形。

采用轴向夹紧力，在生产中也广泛使用。

专用夹具的设计制造，可使夹持力作用于端面，可解决因工件壁薄、刚性差造成的工件弯曲变形。

3. T 工件加工引起的变形

由于切削过程中的切削力，工件在受力方向产生弹性变形，也就是我们常说的弃刀现象。对工具应采取相应的措施来处理这种变形。精加工时刀具必须锋利。一方面可以降低刀具与工件摩擦产生的阻力，另一方面可以提高刀具切削工件时的散热能力，从而减少工件。残余内应力。

例如，当铣削薄壁零件的大平面时，使用单刃铣。

刀具参数选择较大的主偏角和较大的前角，目的是减少切削阻力。由于这种刀具切削轻巧，减少了薄壁零件的变形，所以在生产中得到了广泛的应用。在薄壁零件的车削中，合理的刀具角度对车削时的切削力、车削时产生的热变形以及工件表面的微观质量都非常重要。刀具前角的大小决定了刀具的切削变形和前角的锋利程度。大前角减小切削变形和摩擦，但过大前角会减小刀具的楔角，削弱刀具强度，刀具散热不良，加速磨损。

一般车削钢材薄壁零件时，使用前角为6°～30°的高速刀具，前角为5°～20°的硬质合金刀具。刀具后角大，摩擦力小，切削力也相应减小，但过大后角也会削弱刀具的强度。车削薄壁零件时，使用高速钢车刀，刀具后角为6°～12°，使用硬质合金刀具，后角为4°～12°，较大的后角用于精加工转动。取较小的后角时。在薄壁零件的内外圆车削时，大主偏角和选择正确的刀具是应对工件变形的必要条件。

加工时刀具与工件摩擦产生的热量也会使工件变形，所以常选用高速切削。

在高速加工中，由于排屑时间比较短，切削热大部分被切屑带走，减少了工件的热变形；其次，在高速加工中，切削层材料的软化也减少了。它可以减少零件加工的变形，有助于确保零件尺寸和形状的准确性。此外，切削液主要用于减少切削过程中的摩擦，降低切削温度。切削液的合理使用对提高刀具的耐用性、加工表面的质量、加工精度具有重要作用。因此，为了防止零件变形，必须合理使用足量的切削液。

加工中使用合理的切削量是保证零件精度的关键因素。

在加工精度要求较高的薄壁零件时，一般采用对称加工，使相对两侧产生的应力平衡到稳定状态，加工后工件光洁。但在某道工序中大量取刀时，由于拉压应力失衡，工件会发生变形。

薄壁零件在车削过程中的变形是多方面的。夹紧工件时的夹紧力，切削工件时的切削力，以及工件阻碍刀具切削时产生的弹性变形和塑性变形，使切削区温度升高，产生热变形。因此，我们在粗加工时，后抓料量和进给量可以大些；对于精加工，进刀量一般为0.2～0.5mm，进刀量一般为0.1～0.2mm/r，甚至更小，切削速度为6～120m/min，切削速度高达精车时可以，但不容易太高。选择合理的切削量，以达到减少零件变形的目的。

4.加工后的应力和变形

加工后零件本身具有内应力。这些内应力分布处于相对平衡的状态。零件的形状相对稳定。但是，在去除一些材料和热处理后，内应力会发生变化。这时工件需要再次达到受力平衡，所以形状发生了变化。

为解决这种变形，可采用热处理将待矫直工件堆垛至一定高度，用一定工装压实成直线状态，然后将工装与工件放入一起进入加热炉。根据零件的不同材料进行选择。不同的加热温度和加热时间。

热矫直后，工件内部组织稳定。此时工件不仅直线度更高，而且加工硬化现象也被消除，更便于零件的进一步精加工。铸件应进行时效处理，尽量消除内部残余应力，采用先变形后加工的方法，即粗加工-时效-再加工。

对于大型零件，需要采用仿形加工，即预测工件装配后的变形，并在加工时预留反方向的变形，可以有效防止装配后零件的变形。

综上所述，对于易变形工件，在毛坯和加工工艺上必须采取相应的对策。需要分析不同的情况，找到合适的工艺路线。当然，上述方法只是进一步减少了工件的变形。想要获得更精密的工件，还需要继续学习、讨论和研究。