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機械精密零件加工過程中會產生各種變形(xíng),這些變形的(de)機理千差萬別,也決定了其解決和預防的辦法多種多(duō)樣。機械精密零件加工中對這(zhè)些變形的應對(duì)措施得當與否,直(zhí)接(jiē)決定了這(zhè)個(gè)零(líng)件加工質量的高低,這也很(hěn)大(dà)反映了一個機械工藝水(shuǐ)平的高(gāo)低。下(xià)麵了解一下:
一、變形的種類和機理
1由外(wài)力引起的零件彈性變形
由外力引起的零件彈性變形大致可以分(fèn)為(wéi)3類。其中一類是(shì)零件在切削過程中由於受(shòu)到切削力的作用,零件產生向著受力方向的(de)彈性形變,這就是俗稱的讓刀現象。
這類(lèi)變形的(de)機理是零件本身或(huò)某些部(bù)分剛性不足,在(zài)切削過程中由於(yú)受到切削力的作用,零件向著受力方向產生較大的彈性變形,從而使刀具無法(fǎ)按照設(shè)定參數從原零件表麵切(qiē)除部分材料,待切(qiē)削完成後,由於零件做彈性恢複,被切(qiē)削零件則不能(néng)達到預先的形位(wèi)要求,甚至出現廢品。這些零件之中典型的零件類型有細長軸類、薄片類、組合類。
1、長徑比較大的零件外圓加(jiā)工
工藝上(shàng)采用一端由三(sān)爪夾緊的方式,這種(zhǒng)方式符合懸臂梁模型,所以在假定切削(xuē)力恒定,那麽零件(jiàn)受指向(xiàng)刀具另一側方向的力則恒定不變,非夾緊一側則變形zui大,所以去(qù)除材料zui少。去除材料多少則從夾緊一側至自由(yóu)一側成倒梯形分布。
變形模型,虛線(xiàn)為刀尖軌跡(jì),那麽車削(xuē)完畢後零件則形成(chéng)離(lí)夾緊端越(yuè)遠直徑越大的倒錐型。
2、長徑比特別(bié)小的薄片類零件端(duān)麵加工
工藝上采用電磁吸盤從底麵吸緊的夾緊方式,然後磨上麵。由於零件(jiàn)在加工前平麵度很差,因此吸緊時零件發生(shēng)變形(xíng)而使其平麵度較好,這(zhè)樣(yàng)夾緊引起的變(biàn)形(夾緊變形)使(shǐ)得刀具無法切去在零件自由狀態下應該(gāi)去除的(de)中間鼓起的材料,所以不管怎樣翻麵(miàn),在未去除夾緊力之前測量其(qí)平麵度都是合格的,而在自由狀態下零件的(de)彈性會恢複到以前(qián)的狀態,所以平麵度(dù)很難達到要求。
3、零件(或部分)結構中含有懸臂和薄片兩種特征中(zhōng)一種或一種以上的情況
零件中的L2部分具有懸臂(bì)和薄片的兩種特征,所(suǒ)以如果定位、夾緊不當,會使L2部分因剛性不足(zú)出(chū)現讓刀現象,或是夾緊變形,銑B麵後,達不(bú)到圖紙要求的平麵度。
4、加工後(包括熱處理後)的(de)變形
長徑比較大的零件,熱處理(lǐ)或加工完畢(bì)放置(zhì)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(fàng)置一段時(shí)間後(hòu),會發生(shēng)草帽型彎曲,即一(yī)端(duān)中(zhōng)間相對四周會鼓出,其形(xíng)狀像一頂草帽,檢測後會發現其平麵相對以前變大;
如鑄鐵件類零件加工完畢放置一段時間後(hòu),會發現平麵相對以前變大(dà);撥叉類零件熱處(chù)理或加工完畢放置一段時間後,叉腳會發生翹曲,即檢測(cè)後會發現(xiàn)其垂直度相對以前變大等。
這些情況的出現主要是由於(yú)零件內部本身存(cún)在內應力,這些內應力的分布本身應該是一種相對平衡的狀態,所以零件的(de)外形相對穩定。但是當加工完畢去除一些(xiē)材料或熱處理完(wán)畢後,其內應力發生變(biàn)化,需要重新分布於一種新的平衡(héng)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樣,但是應對外力引(yǐn)起(qǐ)的零件彈性變形的實(shí)質則隻有一條,那就是盡可能增加零件的剛性,且絕 對不能夠發生預先的夾緊變形。
長徑比較大的零件在加工時盡量不要采用一端夾緊、一端懸空的懸臂梁(liáng)方式,而(ér)是采用兩端用頂 尖頂緊、前端驅動的定(dìng)位夾緊方式(shì),這樣其(qí)受力模型就變成了簡支(zhī)梁模型,剛性ji大提高,切削力引起的(de)變形會大大(dà)減少。
長(zhǎng)徑比特別小(xiǎo)的薄片類零件(jiàn),為減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(zài)零(líng)件和工作台之間墊(diàn)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(shè)計上下功夫。夾具設計(jì)的原則就是有效增加懸臂部(bù)分(fèn)的剛性(xìng),一般采用在懸臂部分底部增加浮動支承和邊沿夾緊的方式,特別是近年來液壓夾具的發(fā)展很好地(dì)解決了這種零件加工中由(yóu)於(yú)夾緊變形帶來的加工質量問題(tí)。