机械零件加工变形原因与机械零件加工技术要求

机械加工性能不仅和企业的利益相关，还和安全性相关，在给企业带来经济效益的同时，还可以有效降低安全事故发生的概率。因此，在机械零件加工过程中避免零件的变形显得尤为重要。操作人员需要考虑各种因素都，并在加工过程中采取相应的措施预防变形的发生，以便使成品的零件能够正常使用。为了达到这个目标，有必要分析机械零件加工中出现变形现象的原因，对零件变形问题找出可靠措施，以期为现代化企业战略目标的实现打下坚实基础。

1 分析机械零件加工中变形的原因

1.1 内力作用导致零件加工精度改变：车床加工时，通常是利用向心力的作用，用车床的三爪或者四爪卡盘，把零件卡紧，然后对机械零件加工进行加工。同时，为了确保零件在受力时不松动、减小内径向力的作用，必须要使夹紧力大于机械的切削力。夹紧力随着切削力的增大而增大，随之减小而减小。这样的操作才能使机械零件在加工过程中受力稳定。但是，在三爪或者四爪卡盘松开后，加工出来的机械零件加工就会与原来的相差甚远，有的呈现多边形，有的呈现椭圆形，出现较大偏差。

1.2 热处理加工后容易产生变形问题：对于薄片类的机械零件加工，由于其长径非常大，在对其进行热处理后容易出现草帽弯曲的状况。一方面会出现中间鼓出的现象，平面偏差增大，另一方面由于各种外界因素的影响，使零件产生弯曲现象。这些变形问题的产生不仅是由于热处理后的零件内应力发生了变化，还有操作人员的专业知识不扎实，不太了解零件的结构稳定性，从而增大了零件变形的概率。

1.3 外力作用下引起的弹性变形：在机械加工中零件出现弹性形变的原因主要有几个方面。一是一些零件的内部构造中如果含有薄片，就会对操作方法有更高要求，否则在操作人员在对零件进行定位和装夹时，不能和图纸的设计之间进行对应，容易导致弹性形变的产生。二是车床和夹具的不平整，使零件在进行固定时两侧的受力不均匀，导致切割时受力作用小的一边在力的作用下就会出现平移出现零件变形。三是在加工过程中零件的定位不合理，使零件的刚性强度降低。四是切削力的存在也是引起零件弹性形变的原因之一。这些不同的原因导致的弹性形变，都说明外力作用对机械零件加工质量的影响。

2 机械零件加工变形的改进措施：在实际的机械零件加工中，导致零件变形的因素很多。为了从根本上解决这些变形问题，操作人员需要在实际工作中认真探索这些因素，并结合工作精要，制定改进措施。

2.1 使用专用夹具，减少装夹变形：在机械零件加工过程中，对精细化的要求非常严格。针对不同零件，选用不同的专用工装，可以使零件在加工过程中不易出现位移。另外，加工前，工作人员还需要进行相应的准备工作，全面检查固定零件，对照图纸，检查机械零件的位置是否正确，以减少装夹变形。

2.2 修整加工：零件在经过热处理后很容易出现变形问题，这就需要采取措施来保证零件的安全性能。在机械零件加工完成并自然变形后，要运用专业的工具进行修整。在对加工后的零件进行修整加工时，需要按照行业的标准要求进行，以确保零件质量，延长其使用寿命。这种方法在零件变形后进行最为有效。如果零件经过热处理后变形，则可以在淬火之后进行回火。因为淬火之后在零件中会存在残余奥氏体，这些物质在室温下进而转化为马氏体，然后物体就会膨胀。在加工零件时要认真对待每一个细节，这样就可以降低零件变形的概率，把握好图纸上的设计理念，根据生产要求，使生产出来的产品符合标准，提高经济效益和工作效率，从而确保机械零件加工的质量。

2.3 提升毛坯质量：在各种设备的具体操作过程中，提升毛胚的质量是防止零件变形的保证，以便加工好的零件符合零件的具体标准要求，为后期零件的使用提供保证。因此，操作人员需要检查不同的毛坯质量，对存在问题的毛胚，要及时更换，避免出现不必要的问题。同时，操作人员需要结合设备的具体要求选择可靠的毛坯，以保证经过加工后的零件质量和安全性达到标准要求，进而延长零件的使用寿命。

2.4 增加零件刚度，防止过大变形：在机械零件加工中，零件的安全性能受到很多客观因素的影响。尤其是在零件进行热处理后，由于应力收缩现象，会导致零件变形。因此，为了防止变形现象的产生，技术人员需要选择合适的限热型处理方式，进而以改变零件刚度。这需要结合零件的性能，运用合适的限热型处理措施，从而保证安全的可靠性。即使在热处理之后，也不会出现明显变形。

2.5 减小夹紧力的措施：在加工刚性差的零件时，需要采取一些措施增加零件的刚性程度，如可以增加辅助支撑。也要注意加紧点和零件之间的接触面积，根据零件的不同，选择不同的夹持方式，如加工薄壁套类零件时，可以选用有弹性的轴装置进行夹紧，注意加紧的位置应该选择刚性较强的部位。而对长轴类的机械零件，可以运用两端定位方式。对于长径非常大的零件，需要采用两端一起夹紧的方式，不能使用“一端夹紧、一端悬空”的方式。此外，在加工铸铁类零件时，夹具的设计需要以增加悬臂部分的刚性为原则。也可以使用一种新型的液压夹紧工具，以有效防止零件在加工过程中由于夹紧变形而引起的质量问题。

2.6 减小切削力：在切削加工中要密切结合加工要求注意切削的角度，以便减少切削力。可以尽量增大刀具的前角和主偏角，使刀锋锋利，且合理的刀具在车削中对车削力的大小也至关重要。比如，在对薄壁零件的车削中，如果前角过大，会使刀具的楔角变大，加快磨损速度，变形和摩擦力也会减小，可以根据不同的刀具选择前角的大小。若选用高速刀具，前角为6°～30°最佳；若用硬质合金刀具，则前角为5°～20°最好。

3 导致机械零件变形的因素有很多，对于不同的原因要采取不同的措施解决。实际操作中，要注重机械加工的每一个细节，不断完善生产过程，争取把经济损失降到最低，以保证机械设备稳定工作，实现机械加工的高质量、高效率目标，从而促使机械加工行业具有一个更好的发展前景和更广阔的市场。

零件表面处理

1、零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。

2、加工的螺纹表面不允许有黑皮、磕碰、乱扣和毛刺等缺陷。 所有需要进行涂装的钢铁制件表面在涂漆前，必须将铁锈、氧化皮、油脂、灰尘、泥土、盐和污物等除去。

3、除锈前，先用有机溶剂、碱液、乳化剂、蒸汽等除去钢铁制件表面的油脂、污垢。

4、经喷丸或手工除锈的待涂表面与涂底漆的时间间隔不得多于6h。

5、铆接件相互接触的表面，在连接前必须涂厚度为30～40μm防锈漆。搭接边缘应用油漆、腻子或粘接剂封闭。由于加工或焊接损坏的底漆，要重新涂装。

零件的热处理

1、经调质处理，HRC50～55。

2、中碳钢：45 或40Cr 零件进行高频淬火，350～370℃回火，HRC40～45。

3、渗碳深度0.3mm。

4、进行高温时效处理。

精加工后技术要求

1、精加工后的零件摆放时不得直接放在地面上，应采取必要的支撑、保护措施。

2、加工面不允许有锈蛀和影响性能、寿命或外观的磕碰、划伤等缺陷。

3、滚压精加工的表面，滚压后不得有脱皮现象。

4、最终工序热处理后的零件，表面不应有氧化皮。经过精加工的配合面、齿面不应有退火

零件的密封处理

1、各密封件装配前必须浸透油。

2、组装前严格检查并清除零件加工时残留的锐角、毛刺和异物。保证密封件装入时不被擦伤。

3、粘接后应清除流出的多余粘接剂。

齿轮技术要求

1、齿轮装配后，齿面的接触斑点和侧隙应符合GB10095和GB11365的规定。

2、齿轮（蜗轮）基准端面与轴肩（或定位套端面）应贴合，用0.05mm塞尺检查不入。并应保证齿轮基准端面与轴线的垂直度要求。

3、齿轮箱与盖的结合面应接触良好。

轴承技术要求

1、装配滚动轴承允许采用机油加热进行热装，油的温度不得超过100℃。

2、轴承外圈与开式轴承座及轴承盖的半圆孔不准有卡住现象。

3、轴承外圈与开式轴承座及轴承盖的半圆孔应接触良好，用涂色检查时，与轴承座在对称于中心线120°、与轴承盖在对称于中心线90°的范围内应均匀接触。在上述范围内用塞尺检查时，0.03mm的塞尺不得塞入外圈宽度的1/3。

4、轴承外圈装配后与定位端轴承盖端面应接触均匀。

5、滚动轴承装好后用手转动应灵活、平稳。

6、上下轴瓦的结合面要紧密贴和，用0.05mm塞尺检查不入。

7、用定位销固定轴瓦时，应在保证瓦口面和端面与相关轴承孔的开合面和端面包持平齐状态下钻铰、配销。销打入后不得松动。

8、球面轴承的轴承体与轴承座应均匀接触，用涂色法检查，其接触不应小于70%。

9、合金轴承衬表面成黄色时不准使用，在规定的接触角内不准有离核现象，在接触角外的离核面积不得大于非接触区总面积的10%。

螺钉、螺栓和螺母技术要求

1、螺钉、螺栓和螺母紧固时，严禁打击或使用不合适的旋具和扳手。紧固后螺钉槽、螺母和螺钉、螺栓头部不得损坏。

2、规定拧紧力矩要求的紧固件，必须采用力矩扳手，并按规定的拧紧力矩紧固。

3、同一零件用多件螺钉（螺栓）紧固时，各螺钉（螺栓）需交叉、对称、逐步、均匀拧紧。

4、平键与轴上键槽两侧面应均匀接触，其配合面不得有间隙。

补焊技术要求

1、补焊前必须将缺陷彻底清除，坡口面应修的平整圆滑，不得有尖角存在。

2、根据铸钢件缺陷情况，对补焊区缺陷可采用铲挖、磨削，炭弧气刨、气割或机械加工等方法清除。

3、补焊区及坡口周围20mm以内的粘砂、油、水、锈等脏物必须彻底清理。

4、在补焊的全过程中，铸钢件预热区的温度不得低于350°C。

5、在条件允许的情况下，尽可能在水平位置施焊。

6、补焊时，焊条不应做过大的横向摆动。

7、铸钢件表面堆焊接时，焊道间的重叠量不得小于焊道宽度的1/3。

铸件技术要求

1、铸件公差带对称于毛坯铸件基本尺寸配置。

2、铸件表面上不允许有冷隔、裂纹、缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷（如欠铸、机械损伤等）。

3、铸件应清理干净，不得有毛刺、飞边，非加工表明上的浇冒口应清理与铸件表面齐平。

4、铸件非加工表面上的铸字和标志应清晰可辨，位置和字体应符合图样要求。

5、铸件非加工表面的粗糙度，砂型铸造R，不大于50μm。

6、铸件应清除浇冒口、飞刺等。非加工表面上的浇冒口残留量要铲平、磨光，达到表面质量要求。

7、铸件上的型砂、芯砂和芯骨应清除干净。

8、铸件有倾斜的部位、其尺寸公差带应沿倾斜面对称配置。

9、铸件上的型砂、芯砂、芯骨、多肉、粘沙等应铲磨平整，清理干净。

10、对错型、凸台铸偏等应予以修正，达到圆滑过渡，一保证外观质量。

11、铸件非加工表面的皱褶，深度小于2mm，间距应大于100mm。

12、机器产品铸件的非加工表面均需喷丸处理或滚筒处理，达到清洁度Sa2 1/2级的要求。

13、铸件必须进行水韧处理。

14、铸件表面应平整，浇口、毛刺、粘砂等应清除干净。

15、铸件不允许存在有损于使用的冷隔、裂纹、孔洞等铸造缺陷。

锻件技术要求

1、每个钢锭的水口、冒口应有足够的切除量，一以保证锻件无缩孔和严重的偏折。

2、锻件应在有足够能力的锻压机上锻造成形，以保证锻件内部充分锻透。

3、锻件不允许有肉眼可见的裂纹、折叠和其他影响使用的外观缺陷。局部缺陷可以清除，但清理深度不得超过加工余量的75%，锻件非加工表面上的缺陷应清理干净并圆滑过渡。

4、锻件不允许存在白点、内部裂纹和残余缩孔。

装配技术要求

1、装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶，但应防止进入系统中。

2、进入装配的零件及部件（包括外购件、外协件），均必须具有检验部门的合格证方能进行装配。

3、零件在装配前必须清理和清洗干净，不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。

4、装配前应对零、部件的主要配合尺寸，特别是过盈配合尺寸及相关精度进行复查。

5、装配过程中零件不允许磕、碰、划伤和锈蚀。

6、圆锥销装配时应与孔应进行涂色检查，其接触率不应小于配合长度的60%，并应均匀分布。

7、花键装配同时接触的齿面数不少于2/3，接触率在键齿的长度和高度方向不得低于50%。

8、滑动配合的平键（或花键）装配后，相配件移动自如，不得有松紧不均现象。

9、装配前所有的管子应去除管端飞边、毛刺并倒角。用压缩空气或其他方法清楚管子内壁附着的杂物和浮锈。

10、装配前，所有钢管（包括预制成型管路）都要进行脱脂、酸洗、中和、水洗及防锈处理。

11、装配时对管夹、支座、法兰及接头等用螺纹连接固定部位要拧紧，防止松动。