机械加工工件变形应对策略

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机械加工中工件变形的原因及预防措施探微

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微机械加工是制造业中非常重要的一个环节,其质量的好坏直接影响到最终产品的性能和使用寿命。

在机械加工过程中,工件往往会因为各种原因发生变形,进而导致加工精度下降,甚至无法使用。

了解工件变形的原因及预防措施对于提高机械加工质量非常重要。

工件变形的原因有很多,主要包括材料内应力、加工热效应、机械应力、刀具选择和切削参数等因素。

下面将对这些原因进行详细的探讨。

材料内应力是导致工件变形的主要原因之一。

在材料的加工过程中,由于冷却速度的不均匀或者热处理不当等原因,会导致材料内部产生应力,当这些应力超过了材料的强度极限时,就会导致工件变形。

在进行机械加工之前,就需要对材料进行充分的退火或者热处理,以降低材料内部的应力。

加工热效应也是引起工件变形的重要原因之一。

在机械加工过程中,由于摩擦热的作用,工件表面会发生高温,而内部温度相对较低,这种温度差异会引起工件的热膨胀,从而导致工件变形。

加工过程中产生的热应力也会导致工件发生变形。

为了降低加工热效应对工件的影响,在加工过程中可以采取降低切削速度、刀具润滑冷却和加工后进行退火等措施。

刀具选择和切削参数也会影响工件的变形。

合适的刀具可以减少切削力和热效应对工件的影响,降低工件变形的风险。

选择适当的切削参数,如切削速度、进给量和切削深度等,可以使得切削力和热效应得到最小化,减少工件变形的可能性。

为了预防工件变形,可以采取以下措施:1. 选择适当的材料。

不同材料的变形特性不同,因此在进行机械加工之前需要根据实际需求选择合适的材料。

2. 在加工过程中进行适当的预处理。

预处理可以包括退火、正火、淬火等热处理方式,以及切削前的表面处理等,以提高材料的稳定性和可加工性。

4. 采用合理的夹紧方式。

夹紧方式应根据工件的形状和材料的特点进行选择,以尽可能减小工件在加工过程中的变形。

5. 控制加工温度。

可以采取降低切削速度、刀具润滑冷却和加工后进行退火等措施,以减少加工温度对工件的影响。

机械加工中工件变形的原因及预防措施解析

机械加工中工件变形的原因及预防措施解析

机械加工中工件变形的原因及预防措施解析【摘要】在机械加工过程中发生工件变形问题,将会降低产品的成品率,影响到企业生产质量,还会降低企业生产效率,无法保障企业的利润。

因此企业需要加强预防机械加工中的工件变形问题,提高产品生产质量。

本文分析了机械加工中工件变形的原因,提出针对性的预防措施,提高机械加工水平,保障企业生产质量。

关键词:机械加工;工件变形;原因;预防措施在实际加工过程中因为各种因素的影响,导致机械零部件实际尺寸和设计尺寸之间存在误差,最终无法利用成型工件,引发巨大的经济损失。

机械加工行业需要重视工件变形问题,根据机械加工工件变形的原因,开展重复性试验,提高机械加工产品质量,保障行业整体生产水平。

1.机械加工中工件变形的原因1.引入不同工件结构和材质在机械加工过程中,工件材质是机械加工中工件变形的主要成因。

结合加工加工经验可以确定,工作材质具有较高的强度和塑性,那么很难发生变形。

在机械加工过程中,如果工件材质不符合标准,无法抵抗外在压力,因此增加了工件变形发生率,如果变形问题过于严重,无法正常使用生产的工件。

此外需要合理选择工件结构,因为工件结构也是机械加工中工件变形的影响因素,如果横截面发生突变问题,或者壁厚缺乏均匀性,这些问题都会引发机构设计问题,在加工之后集中应力,在撤去外力之后将会引发工件变形问题。

【1】1.工件装夹和加工在装夹工件的过程中,一些操作人员没有严格遵守装夹操作要求,导致定位面和夹紧点缺乏科学性,因此引发加工工件变形问题,甚至会报废工件。

如果工件变形抵御能力在夹紧力以内,那么在加工之前工件将会发生变形问题。

在机械加工过程中,刀具和切削面不断发生摩擦,在摩擦过程中会产生很多热量,并且向工件表面传达产生的热能,因此引发热应力。

如果工件强度超过限额,在加工过程中,刀具将会产生抗力,工件的附加力因此增加,引发工件变形问题。

1.残余应力和内应力在外力的影响下,金属材质工件将会发生变形问题,在相互作用下,内部晶相组织中产生内应力,因此抵抗再平衡外力作用,维持工件形态。

防止工件变形的方法

防止工件变形的方法

防止工件变形的方法工件变形是制造过程中经常遇到的一个问题,它会影响工件的质量和尺寸精度,甚至导致工件无法使用。

为了解决这个问题,我们需要采取一些措施来防止工件变形。

选择合适的材料非常重要。

不同材料在受热或受力时会有不同的变形特性。

因此,在选择材料时,需要考虑工件的使用环境和所需的性能。

如果工件需要具有抗拉强度和耐高温的特性,那么选择具有这些特性的材料是必要的。

此外,还应考虑材料的热膨胀系数和热导率等参数,以避免因温度变化而引起的变形问题。

合理设计工件的结构也是防止工件变形的重要措施之一。

在设计过程中,应尽量避免出现尺寸过大或过薄的部分,因为这些部分容易产生应力集中,从而导致工件变形。

合理的结构设计可以使受力均匀分布,降低工件的应力集中程度,减少变形的可能性。

控制加工过程中的温度和应力分布也是防止工件变形的关键。

在加工过程中,温度和应力分布的变化会导致工件的形状发生改变。

因此,需要采取措施来控制加工过程中的温度和应力分布。

例如,在热处理过程中,可以通过控制加热温度和冷却速度来控制工件的温度分布,从而减少变形的可能性。

在焊接过程中,可以采用预热和后热处理的方法,来减少焊接产生的应力,降低工件变形的风险。

适当的夹持和支撑也是防止工件变形的有效手段。

夹具和支撑物可以稳定工件的形状,防止其在加工过程中发生变形。

在加工过程中,可以根据工件的形状和加工要求,设计合适的夹具和支撑系统。

通过夹持和支撑,可以有效地控制工件的形状和尺寸,避免变形问题的发生。

合理控制加工过程中的速度和力度也是防止工件变形的重要措施。

加工过程中,过高的加工速度和力度会导致工件表面温度过高,产生应力过大,从而引起工件变形。

因此,在加工过程中,需要根据材料和工件的特性,合理控制加工速度和力度,以避免产生过大的热应力和机械应力,从而保持工件的形状稳定。

防止工件变形需要综合考虑材料选择、结构设计、加工过程控制、夹持和支撑等多个方面的因素。

只有通过科学合理的方法和措施,才能有效地防止工件变形,保证工件的质量和尺寸精度。

机械加工工件变形原因及预防措施

机械加工工件变形原因及预防措施

机械加工工件变形原因及预防措施提纲:一、机械加工工件变形原因分析二、预防措施总结三、机床的选用与维护四、材料的选择与处理五、工艺的改善与制定一、机械加工工件变形原因分析机械加工工件变形是普遍存在的问题,原因较多,下面将从以下几个方面进行分析。

1. 加工过程因素一般在加工过程中,设备的维护是否得当,加工方式是否合适,切削力是否合理,加工参数是否正确对工件变形有直接影响。

如:刀具选择不当、加工速度过慢、切削液流量不足等。

2. 材料因素在材料的硬度、粘性、弹性、膨胀系数等方面存在差异,不同材料的加工难度也存在差异。

如:温度的影响、种类的不同等。

3. 制造因素用人的非专业水平、工厂环境以及设计会直接影响到加工质量。

如:机床的质量、工艺的可行性等。

二、预防措施总结1. 加工过程中选择合适的切削工具和参数、刀刃结构以及切削液加液量和压力、合理的加工次序、充足的冷却液可以预防过度加热。

2. 保证加工时的机床严格检测,维修、保养好机床能够随时调整加工过程,使加工温度可控,从而得到比较稳定的加热量。

3. 增加过关检测以及制定较为严格的工艺流程保证加工的质量。

4. 精细的设计制造,完整的制造流程以及优秀的设备管理是能够有效预防工件变形的保证,同时增加检测次数可及时发现瑕疵,保证加工质量,减少工件的变形。

三、机床的选用与维护机床的选用与维护对减少工件变形有重要的作用。

因此,在机床的选择上要考虑的主要因素有下面几点:1. 首先,机床要选择较为稳固的设备,粗加工机床,后续精加工机床都要有自己的特点,因此每种机床都要选用适合该种机床的工件加工。

2. 其次,设备的维护也是加工中保持机床稳定性的重要因素之一。

设备的保养要科学规范,注意维护周期、维护环境,根据机床的使用时间、倾向性科学规划保养周期等,以保证机床运转平稳,精加工机床也不能进行过快的滚动,否则对工件的损坏为致命性损伤。

4. 机床调试要点补充步骤一:设备安装位置的选择以及角度上的调整,以保障操作人员质量的稳定。

加工过程中防止工件变形的几种方法

加工过程中防止工件变形的几种方法

加工过程中防止工件变形的几种方法下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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机械零件加工中的变形与应对措施

机械零件加工中的变形与应对措施

工质量 的高低 ,这也 极 大反映 了一 个机 械工艺 水平 的 高 低 。
1变形 的种类和机理
1.1 由外力 引起 的零 件弹 性变 形 由外 力 引起 的零 件 弹性 变 形大 致 可 以分为3类 。
钢 丝螺套 的装拆 需注 意以下 要求 。 a.钢 丝螺套 的装 拆均需 用专 用工具 。 b.安装 钢丝 螺套所 用 的 内螺纹 必须符 合相 关标 准 规 定 。 c.安装 用 内螺纹 的攻 丝长 度 必须超 过钢 丝螺 套 的 长度 ,螺孔 为通孔 时要全 部攻 丝。 d.钢 丝 螺 套 安 装 后 应 低 于 基 体 表 面 的l~1 5倍 螺 距 。 e.对 于 有折 断槽 的钢 丝螺 套应 根据 需 要去 除安 装柄 。 f钢丝 螺套 安装 后检 查 不合 格 时 ,应将 其取 出重 新安 装。 g.将 拆卸工 具垂 直放 于 孔 内 ,用锤 子轻 击 ,使拆 卸 工具 的刃部 卡住钢 丝螺 套 ,然 后逆 时针旋 出丝套 。
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机械 零件ljn'r中的变形与应对措施
针对变形和应对这 一机械加工 中永恒 的话题 展开论述 ,用实例 介绍 了它涉及到的各个方面 ,如 设备选择 、夹具设计 、刀具选择 、热处理 方式直至产品设计和工 艺设计 等 ,以提高产 品精度 、保证 产 品质 量 。
■ 陕 西法 士特齿 轮有 限责任 公司 李海 燕 许 明
变形是指 机械 零件在 加工 过程 中形状 的不 受控 变 化 ,具 体则 是指机 械零 件在 加工过 程 中其尺 寸 、形状 及 位置 要素发 生 不可控 变化 。机械 零件 加工过 程 中会 产 生各种 变形 ,这 些变 形的机 理千 差万 别 ,也 决定 了 其 解决和 预防 的办 法多种 多样 。机械 零件 加工 中对 这 些 变形 的应 对措 施得 当 与否 ,直 接决 定 了这个 零件加

数控加工中产品变形控制策略研究

数控加工中产品变形控制策略研究

数控加工中产品变形控制策略研究摘要:数控车床是实现自动化加工的重要手段,可以通过编程的方式对零件进行加工,具有极高的生产效率。

然而,一旦生产过程变得复杂化,零件的加工就会产生产品变形,对零件的成品效果造成极大的影响,因此,需要采取有效的控制手段,对数控车床加工精度控制策略进行优化。

基于此,本篇文章对数控加工中产品变形控制策略进行研究,以供参考。

关键词:数控加工;产品变形;控制策略引言对于在机械加工中存在的产品变形问题,操作人员需要充分考虑各个方面的情况,无论是管理、还是切削的工具、材料以及数控机床的设置等,都需要进行科学的选择,从而不断的提升数控机械加工的精度,从而保证零部件的加工质量,提高生产效率。

一、提高数控加工中产品变形控制的意义随着各种科学技术的发展,也让数控加工技术在逐渐的成熟中,在进行加工时,包含了大量的数控原理,在加工中非常灵活,第一个加工的细节变化都非常留意,充分体现了数控加工的严谨性,另外,对于加工的对象和方法也能根据具体的情况进行不同的选择,从而发挥数控机床的优势,这样就大大提升了车削加工的效率,并且有效的提升了机械的加工质量,并且对于零部件加工的质量也有着很大的影响。

虽然已经在数控加工工艺的技术应用取得了一定的成绩,但是在实际应用的过程当中,仍然会出一些新的问题,从而导致加工产品变形的影响,面对这种情况,就需要对于加工过程中影响的各种因素进行详细的分析,从而提升数控机械加工的质量,更好的提高加工部件的精度。

二、影响数控加工精度的因素(一)电气伺服系统的影响在利用数控车床对零部件进行加工时,电气伺服系统主要是提供车床运转的工作。

在对零部件进行加工时,需要控制零部件与刀具之间的位置,这时就需要伺服电机运转以驱动滚珠丝杠的前移或者后退,在进行两者之间位置调节时,若伺服驱动与滚珠丝杠之间出现传动误差,则会对零部件的变形产生较大的影响,甚至工件失效。

(二)编程误差的影响根据图纸在数控机床上进行编程时,会存在编程误差,这主要是由于数控机床内部的数学逻辑问题导致的,对于这种编程误差通常采用插值法或者直接提高数控车床的分辨率,从而降低误差,提高精度。

机械零件加工中的变形及其处理措施

机械零件加工中的变形及其处理措施

机械零件加工中的变形及其处理措施作者:南春博来源:《科学与财富》2019年第19期摘要:机械零件在加工中零件变形是非常常见的一个问题,零件的变形也是比较难以控制的,如何降低变形零件出现概率、生产出完美零件值得人们深思。

机械零件变形主要受零件结构、大小以及所处位置等因素影响。

零件产生变形的原因各不相同,本文分析了其主要原因,以期机械零件加工打造一个完善的平台,促进我国机械加工行业快速发展。

关键词:机械零件;加工变形;处理措施零件加工中零件变形现象非常常见,所以在零件加工中工作人员要引起重视,采取核实的措施进行控制,提升零件加工质量。

1 机械加工工艺概述所谓机械加工工艺也就是我们在对机械零部件进行制造的过程中,通过一系列改良对毛坯进行更改及加工,进而提高毛坯以及零件之间的吻合程度。

在实际工作过程中,对于机械加工工艺进行过程中,针对于多加工的毛坯进行打磨工作以及所加工的零件的精确程度要求都是非常高的。

一般情况下,都需要依照从粗略到细致的一个过程。

第一步,对于粗略的加工,主要就是对毛坯以及零部件进行大体的打磨,从而保障所加工出来的毛坯以及零部件的精准。

第二也就是对于精细的加工,需要通过一系列精细的计算,把毛坯以及零件的准确值求出,并通过加工完成后续的制造,保障毛坯以及零部件的大小足够精准。

2 变形的种类和成因2.1 由外力引起的零件变形现象首先应该注意的是外力所造成的零件变形,其原因主要可以分为两种。

一是在零件切割加工的过程中,受到切削力的影响,零件会改变受力的方向,所谓的让刀由此生成。

造成这一变化的原因是零件本身的刚性不足。

受到力的影响,零件会产生变形,这种变形一般很明显。

在受到力的压迫时,零件会朝受力方向明显突出,发生严重变形,导致无法进行下一步操作。

零件不能达到应有的预定要求,成为废品。

2.2 零件在夹固时造成的变形零件在加工前要进行加紧和固定作业,这也是形成零件变形的一大原因。

在零件夹固时,首先应该选择合适的夹紧点位,并根据夹紧的点位选择合理的夹紧力度。

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微在机械加工过程中,工件的变形是一种常见的问题。

工件变形可能会导致尺寸不准确、表面质量下降,甚至还可能会引起工件的报废。

了解工件变形的原因,并采取相应的预防措施,是非常重要的。

工件变形的原因可以分为三个方面:机械应力变形、热应力变形和冷却变形。

机械应力变形是指由于机械加工过程中施加的力或应力造成的工件变形。

切削力会引起工件的弯曲变形,夹紧力会引起工件的压缩变形。

机械应力变形的原因主要有以下几个方面:1. 切削力过大:当切削力过大时,会导致工件的弯曲或变形。

在进行机械加工过程中,需要合理选择切削参数,如切削速度、切削深度和进给量等。

2. 夹紧力不均匀:夹紧力的不均匀分布也会导致工件的变形。

在夹持工件时,应根据工件的结构和尺寸合理安排夹持点,并加强夹紧力的均衡分配。

3. 材料本身的应力:材料本身存在的残余应力也是引起工件变形的一个重要原因。

这些应力可以通过热处理或应力消除等方法进行处理。

1. 温度梯度:当工件的不同部分受热不均时,会产生温度梯度,从而引起工件的变形。

在进行加工过程中,需要控制好加热和冷却的速度,使得温度分布均匀。

2. 热膨胀系数不同:不同材料的热膨胀系数不同,当不同材料连接在一起时,温度变化会导致工件的变形。

在选择材料时,需要考虑材料的热膨胀系数。

3. 固溶体相变:当材料经历固溶体相变时,也会引起工件的变形。

在进行热处理过程中,需要注意控制相变温度和相变时间。

冷却变形是指由于材料冷却引起的工件变形。

在机械加工过程中,通常需要对工件进行冷却,以防止加工时产生过热。

由于冷却速度不均匀或冷却方法不当,可能会导致工件的变形。

冷却变形的原因主要有以下几个方面:下面是一些预防措施,可以帮助减少工件变形:1. 合理的加工工艺参数:合理选择切削参数、夹持参数和冷却参数等,以减少机械应力变形和热应力变形。

4. 温度控制:在进行加工过程中,应控制好温度的分布,确保温度梯度最小。

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微机械加工中工件变形是指在加工过程中,工件的外形、尺寸或性能发生改变。

工件变形的原因很多,如材料本身特性、加工方式、工艺参数等都会对工件的形变产生影响。

在机械加工中,需要采取一些预防措施来减少工件变形的发生,确保加工质量和精度。

工件变形的原因主要有以下几个方面:1. 材料本身特性:不同材料的热膨胀系数不同,热处理状态和晶格结构也不同,这些都会影响工件在加工过程中的变形。

材料的内部应力和组织结构也会对工件的形变产生影响。

2. 加工方式:不同的加工方式会对工件产生不同的形变。

铣削加工中切削力的作用会导致工件出现弯曲;钻孔加工中产生的热量会引起工件的热膨胀等。

3. 工艺参数:工艺参数的选择和调整也会直接影响工件的形变。

如切削速度、切削深度、切削速率等参数的不合理选择会导致工件的变形。

除了了解工件变形的原因,还需要采取一些预防措施来减少工件的变形。

具体措施如下:1. 合理选择材料:在机械加工中,应根据工件的要求选择合适的材料。

对于易变形的材料,可以采取热处理等方式来强化工件的结构,减少变形的可能。

2. 控制加工温度:在加工过程中,应合理控制切削液的流量和冷却剂的温度,降低工件的温度。

可以在加工过程中进行适当的间歇冷却,减少热膨胀引起的形变。

3. 控制切削力:通过合理选择刀具、切削参数和工艺,控制切削力的大小,避免过大的切削力对工件造成变形。

4. 采用合适的夹持方式:在加工过程中,选择合适的夹具和夹持方式,确保工件夹持稳定,减少工件因夹具不当而导致的变形。

通过以上措施,可以有效减少工件变形的发生,保证加工质量和精度。

但需要注意的是,在具体的加工过程中,还需根据实际情况进行相应的调整和改进,确保预防措施的有效性。

机械零部件加工变形原因分析及应对措施

机械零部件加工变形原因分析及应对措施

机械零部件加工变形原因分析及应对措施随着我国经济的快速发展,生产加工在我国所占据的比重越来越大。

机械加工是我国工业发展的基础也是国家经济发展的重要基础,做好机械零部件的生产加工,确保加工质量是提高我国制造业水平的重要方式与途径。

文章在分析造成机械零部件生产加工过程中变形原因的基础上对如何控制好机械零部件加工的变形量以及提高机械零部件的加工质量的措施进行了分析阐述。

标签:机械零部件;加工质量;加工变形;控制前言机械零部件加工质量是影响设备制造质量的重要因素。

在零部件的加工过程中影响机械零部件加工质量的因素众多,不论是机械零部件加工时的切削力还是切削过程中所产生的切削热等都会对机械零部件的加工变形产生一定的影响,做好机械零部件加工过程中各影响因素的分析并在此基础上对各种影响因素所造成的变形量进行分析讨论,通过对加工工艺改进或是其他方面的举措来控制机械零部件机械加工过程中的变形量,提高机械零部件的加工精度。

1 机械零部件加工过程中变形机械零部件加工制造过程中的变形简单来说就是机械零部件在机械加工的过程中其形状变化不受控制的改变,简单来说,我们所说的机械零部件的变形指的是机械零部件的形状、尺寸以及位置等要素所发生的改变,在机械零部件的加工过程中,其变形是无法避免的,为了减小机械零部件的变形量,需要在机械零部件的加工前对加工设备的磨损情况、刀具的磨损情况以及工装夹具、刀具的选用是否合理等进行确定,并选用合理的机械零部件的加工工艺,将机械零部件变形量对加工精度的影响降到最低。

2 造成机械零部件加工变形的原因分析2.1 机械零部件加工时的内力作用的影响在进行机械零部件的车削加工时,使用四爪卡盘来对机械零部件进行装夹定位,并利用其向心内力的作用来完成对于机械零部件的加工,四爪卡盘向机械零部件施加一个内径向力。

在机械零部件的装夹时,要使得卡盘的装夹力与机械零部件的车削加工力相匹配,当吃刀量较深时容易对机械零部件产生较大的车削力,为了避免机械零部件松动而影响机械加工需要对机械零部件施加较大的夹紧力,反之亦然。

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微机械加工是生产制造中不可或缺的工艺之一。

但在加工过程中,常常会出现工件变形的情况,影响加工精度和成品质量。

工件变形的原因,有时是由于工艺、设备或工件材料的原因造成的,需要通过一系列的措施来防止或降低这种情况的发生。

一、工件变形的原因1. 机床不稳机床自身的刚性不足、过度磨损或传动系统存在问题,均会导致机床振动,进而使工件变形。

这时,需要增强机床的刚性、对叶轮、变速箱等部件进行定期维护以及加强减振措施。

2. 材料性质的不同由于不同的材料具有不同的物理性质和热学性质,会在加工过程中发生相应的变化,导致工件变形。

例如,金属在加工时会受到切削力的影响而发生变形。

这时,要根据工件材料的不同,采用合适的切削参数、冷却液、刀具等工具,并加强工艺控制和检测。

3. 切削工具不匹配选择合适的切削工具可以避免工件变形。

选择的刀具必须符合加工材料的要求,并能在加工过程中快速切削、减轻热量。

一些机床的设计、安装、使用等因素会导致出现工件不易固定等问题。

这时,需调整夹紧力或改进工件的夹紧方式。

4. 工艺控制不当工艺控制不当是导致工件变形的最常见因素之一。

例如,在车削、钻孔等加工过程中,如果切削过于深或过于频繁,热量会过快地聚集在工件上,造成材料损伤和工件变形。

因此,需要采取合理的切削参数,保证切削质量和工件形状的一致性。

二、工件变形的预防措施1. 选用合适的加工材料和切削参数要选择合适的加工材料和切削参数,确保切削速度、深度、刀具径等参数的合理匹配。

切削速度过高或过低都会引起工件变形。

一般来说,提高加工速度可降低工件表面质量问题,但也必须充分考虑材料刚度和切削不断出现的热量对工件的影响。

2. 增强机床的刚性提升机床的刚性可以降低机床振动,在加工过程中保证工件的稳定性和一致性。

增强机床的刚性可以通过以下方法实现:增加机床重量、强化标准机床的结构和替换损坏的部件。

3. 确保合适的夹紧力和夹紧方式工件的夹紧力对加工的表面质量和工件的稳定性有显著的影响。

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微

机械加工中工件变形的原因及预防措施探微摘要:机械加工中的工件变形是由多种因素共同作用引起的。

本文首先分析了工件变形的原因,包括材料变形、加工过程中Thermal变形、刀具磨损、夹具变形等。

接着探讨了如何预防工件变形,提出对材料的选择、加工参数的优化、刀具维护与更换等方法。

引言:工件变形是机械加工中常见的质量问题之一,主要表现为轴线偏差、表面波纹、尺寸变形等。

对于高精度机械零部件的加工,特别是需要进行高精度加工的零件,工件变形会直接影响其加工质量和精度,进而影响产品质量。

因此,如何预防和控制工件变形是机械加工的关键之一。

本文旨在分析工件变形的原因及其预防措施。

一、工件变形的原因1、材料变形材料在机械加工过程中会因受热、受力、受切削压力作用而产生变形。

材料温度的变化会引起材料的热膨胀和结构变化,进而引起工件变形。

材料的受力作用也会引起工件变形。

例如在铣削过程中,切削力对材料的压缩变形是主要的变形形式。

2、加工过程中的热变形热变形是工件在机械加工中的一个重要变形原因。

一般情况下,机床和刀具在机械加工过程中会发生剧烈的热变形,从而影响工件的加工质量。

例如,在高速切削过程中,因为加工热量过大,使工件表面温度升高,导致材料热膨胀,工件变形;又由于高速切削要求高速公转,冷却与加热交替,工件更容易产生形变。

因此,在加工高精度零件时应该注意加工温度和热处理,以减少工件热变形的发生。

3、刀具磨损刀具磨损也是造成工件变形的原因之一。

虽然磨损量很小,但它会导致加工质量的下降和工件的变形。

例如,切削刃磨损后会导致加工力度的增加,从而引起工件的弹性变形。

4、夹具变形夹具变形也是造成工件变形的原因之一。

在机械加工中,夹具在合理使用的情况下,也会因长期应力变形或其松动等因素导致夹具变形。

二、预防工件变形的措施1、材料的选用选择材料是防止工件变形的关键环节。

应遵循以下原则:(1)选择均一性、强健性和稳定性良好的材料。

(2)选择铸造硬化材料,能够使工件内部达到一致的硬度和强度,减少变形。

机械加工工件变形应对策略

机械加工工件变形应对策略

机械加工工件变形应对策略机械加工工件变形是指在机械加工过程中,材料受到外界力的作用或内部热变形引起的工件尺寸和形状变化。

这种变形会严重影响工件的质量和使用效果,因此需要采取有效的应对策略。

以下是一些常见的机械加工工件变形的应对策略。

第一,选择适当的材料。

在机械加工中,不同材料具有不同的力学性质和热膨胀系数。

为了减少工件变形,需要根据工件的形状、尺寸和加工过程的要求选择合适的材料。

一般来说,材料的热膨胀系数越小,工件变形越小。

第二,优化工艺参数。

工艺参数是指影响工件变形的加工过程参数,例如切削速度、进给速度、切削深度等。

通过对这些参数的合理调整,可以减少工件的加工变形。

例如,在铣削过程中,可以适当降低切削速度和进给速度,减小切削深度,以减少工件的热变形。

第三,采取适当的冷却措施。

在一些情况下,工件会因为高温引起热塑性变形。

此时,可以使用冷却液进行冷却,以降低工件温度,减少热变形。

同时,合理的冷却措施还可以提高切削液的润滑效果,减小工具磨损,提高加工精度。

第四,采用适当的装夹方式。

工件的装夹方式也会对工件的变形产生影响。

合理的装夹方式应能够确保工件的稳定性和刚性,避免工件的位移和变形。

不同工件形状和加工要求可采用不同的装夹方式,如机械夹持、磁吸装夹、液压夹紧等。

第五,合理设计工件结构。

设计工件时,应考虑到材料的力学性能和热膨胀系数,避免工件过于薄或过于大的尺寸。

此外,可以通过添加加强筋、支撑块等结构来增加工件的刚性,减小变形。

第六,采用适当的热处理方式。

一些工件需要进行热处理,以改善工件的力学性能。

在进行热处理时,需要控制加热温度和冷却速率,以避免工件在热处理过程中产生过大的变形。

此外,还可以通过应力退火、冲击退火等方式来减小工件的残余应力,减少变形。

综上所述,机械加工工件变形可能会导致工件质量下降和加工精度降低。

为了应对工件变形,我们可以选择适当的材料、优化工艺参数、采取适当的冷却措施、合理设计工件结构、采用适当的装夹方式以及采用适当的热处理方式。

机械加工工件变形应对策略

机械加工工件变形应对策略

案例三:通过优化热处理工艺降低工件变形
总结词
优化热处理工艺降低工件变形
详细描述
热处理是机械加工中常用的工艺方法之一,可以有效提高材料的硬度、强度和耐磨性。然而,热处理过程中工 件容易产生变形。为了降低工件的变形量,可以采用先进的热处理设备和工艺,如真空热处理、保护气氛热处 理等。同时,还可以通过控制加热速度、保温时间、冷却速度等参数来减小工件的变形量。
案例二:复杂结构件在加工中变形问题的解决
总结词
复杂结构件在加工中变形问题的解决
详细描述
复杂结构件由于其结构特点,在加工过程中更容易产生 变形。为了解决这一问题,可以采用辅助支撑、改变装 夹方式、优化切削参数等措施。例如,在铣削加工中, 可以使用辅助支撑来增加工件的刚度,避免工件变形; 在车削加工中,可以采用轴向拉紧的方法来减小工件的 径向变形;在钻孔时,可以通过降低切削速度和进给速 度来减小孔的变形量。
05
经验总结
材料选择与处理经验总结
碳钢材料
使用低碳钢,降低材料中的合 金元素含量,减少热处理过程
中的变形。
合理选择硬度
选择硬度适中的材料,避免使 用过高或过低的硬度。
表面处理
采用表面涂层、渗碳、渗氮等 方法,提高材料的耐磨性和抗
腐蚀性,减少变形。
结构设计优化经验总结
01
02
03
减少悬伸结构
避免使用悬伸结构,减少 工件在加工过程中的振动 和变形。
热处理和表面处理经验总结
均匀加热
采用均匀加热的方法,避免局 部过热或过冷,减少工件变形

控制冷却速度
采用合理的冷却方式,避免冷却 速度过快导致工件变形。
表面处理
采用表面涂层、渗碳、渗氮等方法 ,提高材料的耐磨性和抗腐蚀性, 减少变形。

机械零件变形成因分析及应对措施

机械零件变形成因分析及应对措施

OCCUPATION2013 0984交流E XPERIENCE摘 要:零件变形是机械加工中经常遇到的问题。

明确零件变形的成因,掌握防止零件变形的措施,对于提高零件的加工质量十分重要。

关键词:零件 变形 内应力 加工工艺机械零件变形成因分析及应对措施文/赵学文变形是机械零件在加工过程中普遍存在的现象,它会使零件的加工质量和性能发生改变,从而影响零件的精度和寿命,零件的加工中必须有效防止零件变形。

笔者根据多年实践和体会,就机械加工中零件变形成因及应对措施阐述如下。

一、机械加工中零件变形的成因就变形的成因来讲,零件的变形是各种力作用的结果。

产生变形的作用力可分为两类。

一类是加工过程中产生的外力。

它来源于零件加工过程中的各种夹紧力、切削力、冲击力等,引起零件在刚性较差的方向产生弹性形变,出现让刀现象,加工结束后弹性恢复,使其达不到加工精度。

另一类是零件内部产生的内应力,它来源于零件内部。

因加工条件改变,引起零件材料内部组织变化,产生内应力,如铸造应力、锻造应力、焊接应力、淬火应力等。

在零件加工过程中,零件因所受作用力的性质不同,产生不同的变形效果,并且会在加工的不同阶段产生不同的变形。

外力引起的变形大多发生在零件机械加工的冷加工中。

零件在装夹时,夹持方式不当、夹紧力各要素选择不当会引起夹紧变形,如薄壁零件、悬臂零件的装夹。

在切削加工时,刀具角度不合理、切削要素不合理,会造成切削抗力增大,从而引起零件的弹性变形,如在细长轴车削时产生的腰鼓变形。

内应力引起的变形大多发生在零件的热加工及其后续的切削加工中。

一是在热加工中,零件在加热、受力、冷却等条件改变时内部组织结构发生变化,产生内应力,发生变形。

如在铸造加工中,零件壁厚不均、冷却速度过快等会产生铸造内应力,引起铸造变形;在锻造加工中,产生锻造内应力,引起锻造形变;在焊接加工中,产生焊接应力,引起焊接变形。

二是零件经热加工后,其内应力得不到充分的释放和消除,仍然留在零件内部形成残余应力。

机械加工防止套类零件变形有哪些工艺措施?

机械加工防止套类零件变形有哪些工艺措施?

机械加工防止套类零件变形有哪些工艺措施
机械加工防止套类零件变形有哪些工艺措施?下面小编为您讲解:
套类零件的结构特点是孔的壁厚较薄,薄壁套类零件在加工过程中,常因夹紧力.切削力和热变形的影响而引起变形。

为防止变形常采取—些工艺措施:
1)将粗、精加工分开进行为减少切削力和切削热的影响,使粗加工产生的变形在精密零件加工中得以纠正。

2)减少夹紧力的影响在工艺上采取以下措施减少夹紧力的影响:①采用径向夹紧时,夹紧力不应集中在工件的某一径向截面上,而应使其分布在较大的面积上,以减小工件单位面积上所承受的夹紧力。

如可将工件安装在一个适当厚度的开口圆环中,在连同此环一起夹紧。

也可采用增大接触面积的特殊卡爪。

以孔定位时,宜采用张开式心轴装夹。

②夹紧力的位置宜选在零件刚性较强的部位,以改善在夹紧力作用下薄壁零件的变形。

③改变夹紧力的方向,将径向夹紧改为轴向夹紧。

④在工件上制出加强刚性的工艺凸台或工艺螺纹以减少夹紧变形,加工时用特殊结构的卡爪夹紧,加工终了时将凸边切去。

机械零件加工常见的变形原因与应对措施分析

机械零件加工常见的变形原因与应对措施分析
二 、零件变形应对措施
面对零件变形中多种 多样的情况 ,处理途径只有一种那就是增加机 械零件的刚性程度。这种 刚性的控制一定要早控制在预先发生的变形之
前。 1 、减 小 夹 紧力 的 措 施
热 变形情况减少 ;因此 ,充分 的切削 液可 以减少零件 的变形 。
3 、减 小 内 应 力 的 措 施
机械零件在加 工中 ,要注 意各种 参数和工艺方法 的运用 。机 械零
件 的浇 口和 冒口袋 地让 要在冷却之后 , 终止煅造温度 的升高 ,机械零 件 也要注意保温 和缓慢冷却 。 在进行 对称焊接 的工序 时候 , 冷 却的速 度 要在焊接之后缓 慢降低 。 在机械零件 出现热 处理之后的 变形时候 ,
是一项技术性和综合性 的课题 ,只有在实践的基础 上多加总结 ,才能
的 、细的加丁分开 来进行 , 控 制好切削力 和切削时候 的温 度对 于整体 机械零件 的影响 。在薄壁零件 的车削 中,合理的刀具对 车削时切削力
的大小产 生的热变形 、工件表 面的微观都 是至关重要 的。控制刀具前
角大小 ,与刀具前角 的锋利 程度 。前角大 , 变形 和摩擦力减小 。 但前 角过 大 , 会 使刀具的楔 角变小 ,强度减弱 , 散热情 况差 ,磨损速度加 快。 所以, 薄壁零 件加工 时 , 用高速 的刀具 , 前角 取 6 。~ 3 0 。大小 , 用硬 质合金刀具 , 前角取 5 。~ 2 O 。大小 的角度 。 后 角大 , 摩擦变 小 , 切削 力也变减小 。使 刀具 强度减弱 。用高速 钢车刀的时候 ,刀具后 角
于机械零件 中的铸件处理 中,要消除 内部 的残余 的应力 。加工 的时间
的零件 的加工 的 时候要 注意 不能采用 一端 悬空 一端进行 夹 紧的方 式 对机 械零 件进行夹 紧 , 要 采用两端一起 夹紧的方式从零 件顶端进行夹 紧 ,主要采用前 端的驱动力进 行夹紧控制 , 这样 的情况下 就控制 了受 力 中简支梁横性 的大小 , 零件 的刚性就会 大大提高 , 减 小 了切削力 引 起 的变形 。当加 工小 的薄片类 工件 的时候 , 为 了减 少夹 紧变形在 电磁 吸盘 对其作用 时候产生 , 要在对零件 进行第一次加 工的时候在工作 台 之 间垫衬基层厚 布 , 这种 垫衬可 以减少变形 情况 的产生 , 在铸铁类工 件加 工的时候 , 要在创新 夹具上下足 功夫 。 在央具 设计的时候要 充分 考 虑对于工件 刚性的影 响 , 这种悬臂 部分增加 了浮 动的支撑 ,同时通

机械加工工件变形应对策略

机械加工工件变形应对策略

机械加工工件变形应对策略机械加工是现代工业制造过程中非常重要的一环,靠着各种机械加工设备的高效工作,不仅保证了精度的要求,同时也显著提高了工作效率。

然而,由于机械加工需要对工件进行不同程度的加工力,当加工力作用于工件时,往往会导致工件的变形,造成加工误差,降低加工质量。

因此,对机械加工工件变形的控制是非常必要的,以下是机械加工工件变形应对策略的详细介绍。

一、引起工件变形的原因在机械加工过程中,工件变形并不是偶然发生的,而是由于多个因素共同作用导致的。

下面列举了几个常见的能够引起工件变形的原因:1、材料本身存在的内部应力(如锻造、淬火等过程)2、加工力的不均匀作用3、机床刚性不足或过于僵硬4、刀具工艺参数的选取不合理以上几个因素中,每一个因素都可能对工件造成不同程度的变形或畸形,因此在机械加工中必须对这些原因进行认真的分析和防范措施,才能够做到尽量控制工件的变形情况。

二、对策1、工件固定工件固定是机械加工过程中最基本的因素之一,在很多情况下,工件的固定状况会直接影响加工精度和工艺稳定性。

因此,在机械加工中,正确选择并实施恰当的固定方式,是避免工件变形的一个重要措施。

可以采用夹具夹紧,磁座吸附,真空吸附,气动固定等多种固定方式,具体必须根据工件形状、大小、材质等因素来进行选择。

2、开发更具有弹性材质的工件许多材料本身就有比较高的弹性,能够对加工力产生较高的迟滞效应,从而减少工件变形。

如果需要扭曲或塑性变形依旧较小的材料时,可采用国际上流行的一种塑性变形较小的“稳定加工材料”,如铝合金、镁合金、不锈钢等。

3、有效地控制切削力在机械加工过程中,切削力是引起工件变形的主要原因之一。

因此,控制和减小切削力是避免工件变形的一种有效措施。

具体措施包括:(1)采用尽可能大的刀具直径,减少进给量、切深和切宽(2)选择更合适的切削参数(3)使用切削液降低热膨胀、冷却材料4、改善机床刚性机床刚性是影响机械加工过程中工件变形的另一个因素。

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机械加工工件变形应对策略
机械加工中的工件变形问题,是比较难以解决的问题。

首先必须分析产生变形的原因,然后才能采取应对的措施。

1工件的材质和结构会影响工件的变形
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。

所以在设计零件时尽可能的减小这些因素对工件变形的影响。

尤其在大型零件的结构上更应该做到结构合理。

在加工前也要对毛坯硬度、疏松等缺陷进行严格控制,保证毛坯质量,减少其带来的工件变形。

2工件装夹时造成的变形
工件装夹时,首先要选择正确的夹紧点,然后根据夹紧点的位置选择适当的夹紧力。

因此尽可能使夹紧点和支撑点一致,使夹紧力作用在支撑上,夹紧点应尽可能靠近加工面,且选择受力不易引起夹紧变形的位置。

当工件上有几个方向的夹紧力作用时,要考虑夹紧力的先后顺序,对于使工件与支撑接触夹紧力应先作用,且不易太大,对于平衡切削力的主要夹紧力,应作用在最后。

其次要增大工件与夹具的接触面积或采用轴向夹紧力。

增加零件的刚性,是解决发生夹紧变形的有效办法,但由于薄壁类零件的形状和结构的特点,导致其具有较低的刚性。

这样在装夹施力的作用下,就会产生变形。

增大工件与夹具的接触面积,可有效降低工件件装夹时的变形。

如在铣削加工薄壁件时,大量使用弹性压板,目的就是增加接触零件的受力面积;在车削薄壁套的内径及外圆时,无论是采用简单的开口过渡环,还是使用弹性芯轴、整弧卡爪等,均采用的是增大工件装夹时的接触面积。

这种方法有利于承载夹紧力,从而避免零件的变形。

采用轴向夹紧力,在生产中也被广泛使用,设计制作专用夹具可使夹紧力作用在端面上,可以解决由于工件壁薄,刚性较差,导致的工件弯曲变形。

3工件加工时造成的变形
工件在切削过程中由于受到切削力的作用,产生向着受力方向的弹性形变,就是我们常说的让刀现象。

应对此类变形在刀具上要采取相应的措施,精加工时要求刀具锋利,一方面可减少刀具与工件的摩擦所形成的阻力,另一方面可提高刀具切削工件时的散热能力,从而减少工件上残余的内应力。

例如在铣削薄壁类
零件的大平面时,使用单刃铣削法,刀具参数选取了较大的主偏角和较大的前角,目的就是为了减少切削阻力。

由于这种刀具切削轻快,减少了薄壁类零件的变形,在生产中得到广泛的应用。

在薄壁零件的车削中,合理的刀具角度对车削时切削力的大小,车削中产生的热变形、工件表面的微观质量都是至关重要的。

刀具前角大小,决定着切削变形与刀具前角的锋利程度。

前角大,切削变形和摩擦力减小,但前角太大,会使刀具的楔角减小,刀具强度减弱,刀具散热情况差,磨损加快。

所以,一般车削钢件材料的薄壁零件时,用高速刀具,前角取6°~30°,用硬质合金刀具,前角取5°~20°。

刀具的后角大,摩擦力小,切削力也相应减小,但后角过大也会使刀具强度减弱。

在车削薄壁零件时,用高速钢车刀,刀具后角取6°~12°,用硬质合金刀具,后角取4°~12°,精车时取较大的后角,粗车时取较小的后角。

车薄壁零件的内外圆时,取大的主偏角。

正确选择刀具是应对工件变形的必要条件。

加工中刀具和工件摩擦产生的热量也会使工件变形,因此在很多时候选择高速切削加工。

在高速切削加工中,由于切屑在较短时间内被切除,绝大部分切削热被切屑带走,减少了工件的热变形;其次,在高速加工中,由于切削层材料软化部分的减少,也可减少零件加工的变形,有利于保证零件的尺寸、形状精度。

另外,切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。

合理使用切削液对提高刀具的耐用度和加工表面质量、加工精度具有重要作用。

因此,在加工中为防止零件变形必须合理使用充分的切削液。

加工中采用合理的切削用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类零件时,一般采取对称加工,使相对的两面产生的应力均衡,达到一个稳定状态,加工后工件平整。

但当某一工序采取较大的吃刀量时,由于拉应力、压应力失去平衡,工件便会产生变形。

薄壁零件车削时变形是多方面的,装夹工件时的夹紧力,切削工件时切削力,工件阻碍刀具切削时产生的弹性变形和塑性变形,使切削区温度升高而产生热变形。

所以,我们要在粗加工时,背吃刀量和进给量可以取大些;精加工时,刀量一般在0.2~0.5mm,进给量一般在0.1~0.2mm/r,甚至更小,切削速度6~120m/min,精车时用尽量高的切削速度,但不易过为高。

合理选择好切削用量,从而到达减少零件变形的目的。

4加工后应力变形
加工后,零件本身存在内应力,这些内应力分布是一种相对平衡的状态,零件外形相对稳定,但是去除一些材料和热处理后内应力发生变化,这时工件需要重新达到力的平衡所以外形就发生了变化。

解决这类变形可以通过热处理的方法,把需要校直的工件叠成一定高度,采用一定工装压紧成平直状态,然后把工装和工件一起放入加热炉中,根据零件材料的不同,选择不同的加热温度和加热时间。

热校直后,工件内部组织稳定。

此时,工件不仅得到了较高的直线度,而且加工硬化现象得到消除,更便于零件的进一步精加工。

铸件要做到时效处理,尽量消除内部的残余应力,采用变形后再加工的方式,即粗加工-时效-再加工。

对于大型零件要采用仿形加工,即预计工件装配后的变形量,加工时在相反的方向预留出变形量,可有效的防止零件在装配后的变形。

综上所述,对于易变形工件,在毛坯和加工工艺上都要采用相应的对策,需根据不同情况加以分析,都会找到一条合适的工艺路线的。

当然,上述的方法只是进一步减小工件变形,如果想得到更高精的工件,还需要不断的学习、探讨和研究。

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