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機床加工中(zhōng)工件變形的原因及預防措施
在(zài)機械零件成形加工的過程中(zhōng),我們最常使用的切削加(jiā)工工藝;在對工件進(jìn)行切削加工的時候,由於切(qiē)削熱、機床零(líng)件間的摩擦熱、工件的內應力以及夾緊(jǐn)力(lì)等原因,會讓工件發生變形,使得精度變差,以致造成廢品;因此(cǐ),在(zài)進行機加工(gōng)的時候,需要對工(gōng)件變形原因有一定(dìng)的了解,並做好變形的預防。
工件變形的(de)主要原因
1、熱變(biàn)形(xíng)
(1)刀具的熱變形
由於切削熱會(huì)使刀刃和刀體變熱,使刀頭變形、伸(shēn)長而使工件尺寸發生變化;刀頭(tóu)伸(shēn)長量(liàng)與(yǔ)刀頭深處長度、截麵(miàn)大小、刀片(piàn)厚度、刀刃鋒利程度由一定關係,刀頭深入(rù)長度(dù)越大,伸長量越大(dà);刀杆截麵與伸長量成反比;刀片越厚伸長量越小。
(2)機(jī)床的熱變形
由於切削熱與機床零件之間(jiān)進行(háng)摩擦產生的熱,會使機床某些部件發熱而發生變形,例如車床主軸箱的(de)變形會使主軸中心高度(dù)增加、水平方向(xiàng)內位移。
(3)工件的(de)熱變形
由於切(qiē)削熱(rè)會使工(gōng)件變熱,溫度上升;工件變熱有均衡變熱和不均衡變熱(rè)兩種,均衡變熱(rè)會使工件尺寸改變,而形狀會保持不變;不均衡變(biàn)熱時,不僅工件尺寸變(biàn)化(huà),而且形狀也會發生變化。
內應力引起的變形
1、鑄(zhù)件的內應力
金屬液體澆入型(xíng)模之後,在凝固與(yǔ)冷卻的時(shí)候體積會發(fā)生收(shōu)縮(suō);在收縮時(shí)受到鑄型阻(zǔ)礙,或者由於住鑄件各(gè)部分在冷卻過程中(zhōng)存在溫(wēn)差而引起阻礙,讓各部分拉長或壓縮產生內應力。
2、鍛件和熱處理處件的內應力
鍛件和熱處理的內應力(lì),主要是由於熱加工過程中,不均勻卻造成的(de),熱加工中產生(shēng)內應力的根(gēn)源是由材料自塑性狀態轉變為彈性狀態(tài),各種存(cún)在溫差的(de)原因。
3、冷加工中的內應力
冷加工時,使工件表(biǎo)麵硬化,並在表麵層的金屬中呈現內應力,應力層切除後應力重(chóng)新分布,使棒料、薄板、圓(yuán)盤產生扭曲變形。
工件變形的預防措施
1、選用合適(shì)的加工材料(liào)和切削參數
要選擇合適的加工材料和切削參數,確保切削速度、深度、刀具徑(jìng)等參數的合理匹配;切削速度過高或過低都會引起工件變形;一般來說,提高加工速度(dù)可降低工件表麵質量問題,但也(yě)必(bì)須充分考慮材料剛度和切削不斷出現的熱量(liàng)對工(gōng)件的影(yǐng)響。
2、增強機床的剛(gāng)性
提升(shēng)機床的(de)剛性可以降低機床振動,在加(jiā)工過程中保證工件的穩定性和一致性(xìng);增強機床的剛性可以通過一下方法實現(xiàn):增加機床重量、強化標(biāo)準機床(chuáng)的結構和替換損壞的部件。
3、確保合適的夾(jiá)緊力和夾緊方(fāng)式
工件的夾緊力對加工的表麵質量和工件(jiàn)的穩定性有顯著的(de)影(yǐng)響;夾緊力是通(tōng)過機床工具夾緊力進行調整的,工件應盡量固定在機床上,減少在加工(gōng)中的移動和變形。
4、加強(qiáng)檢測和修理
加強對(duì)加工後工件的(de)檢測,及時發現並處理任何形式的變形或(huò)偏差;合理地利用測量工具來測量幾何形狀和尺寸,通過數據傳輸與機床(chuáng)進行交互,調整機床來保證工件的一致性(xìng)。
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