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機械精密零件加工過(guò)程中會產生各種變形,這些變形的機理千(qiān)差(chà)萬別,也決(jué)定了其解決(jué)和預防的辦法多種多樣。機械精密零件加工中對這些變形的應對措(cuò)施得當與(yǔ)否,直接決定了這個零件加工質量的高低,這(zhè)也很大反映了一個機械工藝(yì)水(shuǐ)平的高低。下麵了解一下:

一、變形的(de)種(zhǒng)類和機理
1由(yóu)外力(lì)引起的(de)零件(jiàn)彈(dàn)性變形
由外力引起的零件彈性變形大致可以分為3類。其中一(yī)類是零件在切削過程中由(yóu)於受(shòu)到切削力的作用,零件產生向著受力方向的彈性形變,這就是俗稱(chēng)的讓刀現象。
這類變形的機理是零件本身或某些部分剛性不足,在切削過程中由於受到切削力的作用,零件向著受力方向產生較大的彈性(xìng)變形,從而(ér)使刀具無法按照設定參數從原零件表(biǎo)麵切除部分材料(liào),待切削完成後,由於(yú)零件(jiàn)做彈性恢複,被切削零件則不能達到預先的形位要求,甚至出現廢品。這些零件之(zhī)中典型的零件類型有細(xì)長軸類、薄片類、組合類。
1、長徑比較大的零件外(wài)圓加工
工藝上采(cǎi)用一端由三爪夾緊(jǐn)的方式,這種方式符合懸臂梁模(mó)型,所以在假定切削力恒定,那麽零件受指向刀具另一側方(fāng)向的力則恒定不變,非夾緊一側則變形(xíng)zui大,所以去除材料zui少。去除材料多少則從夾緊(jǐn)一側至自由一側成倒梯形分布。
變(biàn)形模型,虛線為(wéi)刀尖軌跡,那麽(me)車削完畢後零件則形成離夾緊端越遠直徑越大的倒錐型。
2、長徑比特(tè)別小的薄片類零件端麵加工
工藝(yì)上采用電磁吸(xī)盤從底麵吸緊的夾緊方式,然後(hòu)磨上麵。由於零件(jiàn)在加工前平麵度很(hěn)差,因此吸緊時零(líng)件發生變形而使其(qí)平麵度較好,這(zhè)樣夾緊引起的變形(夾緊變(biàn)形)使(shǐ)得刀具無(wú)法切(qiē)去在零件自由狀態下應該去除的中間鼓(gǔ)起的材料,所以不管怎(zěn)樣翻麵,在未去除夾(jiá)緊力之前測量其平麵(miàn)度都(dōu)是合格的,而在自由狀態下零件的(de)彈性會恢複到以前的狀態(tài),所以平麵度很難達到要(yào)求。
3、零件(或部分)結構中含有懸臂和薄片兩種特征中一種或一(yī)種以上的情況(kuàng)
零件中的L2部分具有懸臂和薄片的兩種(zhǒng)特征,所以如果定位、夾(jiá)緊不當,會使L2部分因剛性不足出現讓刀現象,或是夾緊變形,銑B麵(miàn)後,達不到圖紙要求的平(píng)麵度(dù)。
4、加工後(包括熱處理後)的(de)變形
長(zhǎng)徑比較大的零件(jiàn),熱處理或加工完畢放置一段時間後,會發生彎曲,即檢測後會發現其(qí)直線度相對以前變大;長徑比特別小的薄片類零件熱處理或(huò)加工完畢放置一段時間後,會發生草帽型彎曲,即一端中間相(xiàng)對四周會(huì)鼓出,其(qí)形狀像一頂草帽,檢測(cè)後(hòu)會發(fā)現(xiàn)其(qí)平(píng)麵相對以前變大;
如鑄鐵件類零件加(jiā)工完畢放置一段時間後,會發現平(píng)麵相對以前(qián)變大;撥叉類零件熱處理或加工完(wán)畢(bì)放置一段時間後,叉腳會發生翹曲,即檢測後會發現其垂直(zhí)度相對以(yǐ)前變大等。
這些情況的出現主要是由(yóu)於零件內(nèi)部(bù)本身存在(zài)內應力,這(zhè)些內應力(lì)的分布本身應該(gāi)是一種相對平(píng)衡的狀態,所以零件的外形相對穩定。但是當加工完(wán)畢去(qù)除一(yī)些材料或熱處理完畢後(hòu),其內應力發生變化,需要重新分(fèn)布於(yú)一種新的平衡狀態,所以致(zhì)使零件外形發生變(biàn)化。
二、應對措施
零件的形式和變形情況(kuàng)多種多樣(yàng),但是應對(duì)外力引起的(de)零件彈性變形的(de)實(shí)質則隻有(yǒu)一條,那就是盡可能增加零件的剛性,且(qiě)絕 對不能夠發生預(yù)先的夾緊變形。
長徑比較大的(de)零(líng)件在加工時盡量不要采用一端夾緊、一端懸空(kōng)的懸臂(bì)梁方(fāng)式,而是采用兩端用頂(dǐng) 尖頂緊、前端驅動的定位夾緊方式,這(zhè)樣其受力模型就變成了簡(jiǎn)支梁模型,剛性ji大提高,切削力引起的變形會大大減少。
長徑比特(tè)別小的薄片(piàn)類零件,為減小其電磁吸盤吸緊時引起夾緊(jǐn)變形,采用(yòng)在(zài)磨削第(dì) 一麵時在(zài)零件和工作台之間墊(diàn)幾層布或厚紙的方式(shì)可有效減小(xiǎo)變形。
鑄鐵件類零件則必 須在夾具設計上下功夫。夾具設計的原則就是有效增加懸臂部分的剛性,一般采用在懸(xuán)臂部分底部增加浮動支承(chéng)和邊沿夾緊的(de)方式,特別是近年來液壓夾具的發展很好地解決了這種零件加工中由於夾緊變(biàn)形帶來的加工(gōng)質量(liàng)問題。