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機械精密零件加工過程中會產生各種變形,這些變形(xíng)的機理千差萬別,也決定了其解(jiě)決和(hé)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)施得當與否(fǒu),直接決定了這個零件加工質量的高低,這也(yě)很大反映了一(yī)個機械工藝水平的高低。下麵了解一(yī)下:

一(yī)、變形的種類和機理
1由外力引起的零件彈性變形
由外力引起(qǐ)的(de)零件彈性變形大致(zhì)可以分為3類(lèi)。其(qí)中一類是零件在切(qiē)削過程中由於受到切(qiē)削力的作用(yòng),零件產生向著受(shòu)力方向的彈性形變,這就是(shì)俗稱(chēng)的讓刀現象。
這類變形的機(jī)理是零(líng)件本身或某些部(bù)分剛性(xìng)不(bú)足,在切削過程中由(yóu)於受(shòu)到切削力的作用,零件向著受力方(fāng)向產生較大的彈性變形(xíng),從而使刀具無法按照設定參數從原零件表麵切除(chú)部(bù)分材料,待切削(xuē)完成後,由於零件做彈性恢複,被切(qiē)削零件則不能達到預先的形位要求,甚至出現廢品。這些零件之中典(diǎn)型的零件(jiàn)類型(xíng)有細長軸類、薄片類、組合類。
1、長徑比(bǐ)較大的零(líng)件外圓加工(gōng)
工藝上(shàng)采用一(yī)端由三爪夾緊的方式,這種方式(shì)符合懸臂梁模(mó)型,所(suǒ)以在假定切削力恒定,那麽(me)零件受指向刀具另一側方向的力(lì)則恒定不變(biàn),非夾緊(jǐn)一(yī)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一側至自由一側成倒梯形分布。
變形模型,虛(xū)線為(wéi)刀尖軌跡,那麽車(chē)削完(wán)畢後零件則形成離夾緊端越遠直徑越大的倒錐型。
2、長(zhǎng)徑比特別小的薄片類零件端麵加工
工藝上采用電磁吸盤從底麵吸緊的夾緊方式,然後磨(mó)上(shàng)麵。由於零件在加工前平麵度很差,因此吸緊時(shí)零件發(fā)生變形而使其平麵度較好,這(zhè)樣夾(jiá)緊引起的變形(夾緊變形)使得刀具無法切去在零件自由狀態(tài)下應該去(qù)除的中間鼓起的(de)材料,所以不管怎樣翻麵,在未去除(chú)夾緊(jǐn)力之前(qián)測(cè)量其平麵度都是合(hé)格(gé)的,而(ér)在自由狀態下零件的彈性會恢(huī)複到以前的狀態,所以平麵度(dù)很難(nán)達到要求(qiú)。
3、零件(或部(bù)分)結構中含有懸臂和薄片兩種特征中一種或一種以上的情況(kuàng)
零件中的L2部分具有懸臂和薄片的兩種特征(zhēng),所以如果定位、夾緊不當,會使L2部分因剛性不足出現讓刀現象,或(huò)是夾(jiá)緊變形,銑(xǐ)B麵後,達(dá)不到圖紙要求的平麵度。
4、加工後(包括熱處(chù)理後(hòu))的變形
長徑比較大的零件,熱處理或加工(gōng)完畢(bì)放置一段時間後,會發生彎曲,即檢測後會發現其直線度(dù)相對以(yǐ)前變大;長徑比特別小的薄片類零件熱處理或加工完(wán)畢放置一段時間後,會發生草帽型彎曲,即一端中(zhōng)間相對四(sì)周會鼓出,其形狀(zhuàng)像一頂草帽,檢測後會發現其平麵相對(duì)以前變大;
如鑄(zhù)鐵件類零件加工完畢放置一段時(shí)間後,會發現平麵相對以前變(biàn)大;撥叉類零件熱處理或(huò)加工完畢放置一(yī)段時間後(hòu),叉(chā)腳會發生(shēng)翹曲,即檢測後會發現其垂直度相對(duì)以前變大等。
這些情(qíng)況的出現(xiàn)主要是由於零件(jiàn)內部本身(shēn)存在內應力,這些內應力(lì)的分布本身(shēn)應該是一種相對平衡的狀態,所以零件的外形相對穩定。但是當加工完畢去除一些材料或熱處理完畢後,其內(nèi)應力發生變化,需要重新分布於一種新的平衡狀態,所以致使零件外形發生變化。
二、應對措施
零件的形式和變形情況多種多(duō)樣,但是應對外力引起的零件彈性變形的實質則隻有一條,那就(jiù)是盡可能增加(jiā)零件的剛性,且絕 對不(bú)能夠發生(shēng)預先的夾緊變形。
長徑比較大的零件在加工時盡量不要采用一端夾(jiá)緊、一端懸(xuán)空的懸臂梁方式,而是采用兩端用頂 尖頂緊、前端驅動的定位夾緊(jǐn)方式,這樣其受(shòu)力模型就變成了簡支梁模型,剛性ji大提高,切削力引起的變形會大大減少(shǎo)。
長徑比(bǐ)特別小的薄片(piàn)類零件,為減(jiǎn)小其電磁吸盤吸緊時引起夾緊變形,采用在磨削第 一麵時在零(líng)件和工作台之間墊幾層布或厚紙的方式可有效減小變形。
鑄鐵件類零件則必 須在夾具設計上下功(gōng)夫。夾具設計的原則就是有效增加懸臂部分的剛性,一般(bān)采用在懸臂部分底(dǐ)部增加浮動支承和(hé)邊沿夾緊的方式,特別是近年來液壓夾具的發(fā)展很好地解決了這種零件加工中由(yóu)於夾緊變形帶來的加工質量問題。