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。
分析机械零件加工中变形的原因
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。
机械加工中哪些因素会造成工件变形
01
工件的材质和结构会影响工件的变形
变形量的大小与形状复杂程度、长宽比和壁厚大小成正比，与材质的刚性和稳定性成正比。所以在设计零件时尽可能的减小这些因素对工件变形的影响。
尤其在大型零件的结构上更应该做到结构合理。在加工前也要对毛坯硬度、疏松等缺陷进行严格控制，保证毛坯质量，减少其带来的工件变形。
02
工件装夹时造成的变形
工件装夹时，首先要选择正确的夹紧点，然后根据夹紧点的位置选择适当的夹紧力。因此尽可能使夹紧点和支撑点一致，使夹紧力作用在支撑上，夹紧点应尽可能靠近加工面，且选择受力不易引起夹紧变形的位置。
当工件上有几个方向的夹紧力作用时，要考虑夹紧力的先后顺序，对于使工件与支撑接触夹紧力应先作用，且不易太大，对于平衡切削力的主要夹紧力，应作用在后。
其次要增大工件与夹具的接触面积或采用轴向夹紧力。增加零件的刚性，是解决发生夹紧变形的有效办法，但由于薄壁类零件的形状和结构的特点，导致其具有较低的刚性。这样在装夹施力的作用下，就会产生变形。
增大工件与夹具的接触面积，可有效降低工件件装夹时的变形。如在铣削加工薄壁件时，大量使用弹性压板，目的就是增加接触零件的受力面积；在车削薄壁套的内径及外圆时，无论是采用简单的开口过渡环，还是使用弹性芯轴、整弧卡爪等，均采用的是增大工件装夹时的接触面积。这种方法有利于承载夹紧力，从而避免零件的变形。采用轴向夹紧力，在生产中也被广泛使用，设计制作**夹具可使夹紧力作用在端面上，可以解决由于工件壁薄，刚性较差，导致的工件弯曲变形。
03
工件加工时造成的变形
工件在切削过程中由于受到切削力的作用，产生向着受力方向的弹性形变，就是我们常说的让刀现象。应对此类变形在刀具上要采取相应的措施，精加工时要求刀具锋利，一方面可减少刀具与工件的摩擦所形成的阻力，另一方面可提高刀具切削工件时的散热能力，从而减少工件上残余的内应力。
例如在铣削薄壁类零件的大平面时，使用单刃铣削法，刀具参数选取了较大的主偏角和较大的前角，目的就是为了减少切削阻力。由于这种刀具切削轻快，减少了薄壁类零件的变形，在生产中得到广泛的应用。
在薄壁零件的车削中，合理的刀具角度对车削时切削力的大小，车削中产生的热变形、工件表面的微观质量都是至关重要的。刀具前角大小，决定着切削变形与刀具前角的锋利程度。前角大，切削变形和摩擦力减小，但前角太大，会使刀具的楔角减小，刀具强度减弱，刀具散热情况差，磨损加快。所以，一般车削钢件材料的薄壁零件时，用高速刀具，前角取6°～30°，用硬质合金刀具，前角取5°～20°。
刀具的后角大，摩擦力小，切削力也相应减小，但后角过大也会使刀具强度减弱。在车削薄壁零件时，用高速钢车刀，刀具后角取6°～12°，用硬质合金刀具，后角取4°～12°，精车时取较大的后角，粗车时取较小的后角。车薄壁零件的内外圆时，取大的主偏角。正确选择刀具是应对工件变形的必要条件。
加工中刀具和工件摩擦产生的热量也会使工件变形，因此在很多时候选择高速切削加工。在高速切削加工中，由于切屑在较短时间内被切除，绝大部分切削热被切屑带走，减少了工件的热变形；其次，在高速加工中，由于切削层材料软化部分的减少，也可减少零件加工的变形，有利于保证零件的尺寸、形状精度。另外，切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液对提高刀具的耐用度和加工表面质量、加工精度具有重要作用。因此，在加工中为防止零件变形必须合理使用充分的切削液。
加工中采用合理的切削用量是保证零件精度的关键因素。在加工精度要求较高的薄壁类零件时，一般采取对称加工，使相对的两面产生的应力均衡，达到一个稳定状态，加工后工件平整。但当某一工序采取较大的吃刀量时，由于拉应力、压应力失去平衡，工件便会产生变形。
薄壁零件车削时变形是多方面的，装夹工件时的夹紧力，切削工件时切削力，工件阻碍刀具切削时产生的弹性变形和塑性变形，使切削区温度升高而产生热变形。所以，我们要在粗加工时，背吃刀量和进给量可以取大些；精加工时，刀量一般在0.2～0.5mm，进给量一般在0.1～0.2mm/r，甚至更小，切削速度6～120m/min，精车时用尽量高的切削速度，但不易过为高。合理选择好切削用量，从而到达减少零件变形的目的
讲解机械加工的九大误差
1、机床的制造误差
机床的制造误差主要包括主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。
主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量，它将直接影响被加工工件的精度。主轴回转误差产生的主要原因有主轴的同轴度误差、轴承本身的误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。导轨本身的制造误差、导轨的不均匀磨损和安装质量是造成导轨误差的重要因素。传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。它是由传动链中各组成环节的制造和装配误差，以及使用过程中的磨损所引起的。
2、刀具的几何误差
任何刀具在切削过程中都不可避免要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。刀具几何误差对机械加工误差的影响随刀具种类的不同而不同：采用定尺寸刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度；而对一般刀具(如车刀等)，其制造误差对机械加工误差无直接影响。
3、夹具的几何误差
夹具的作用是使工件相当于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的几何误差对机械加工误差(特别是位置误差)有很大影响。
4、定位误差
定位误差主要包括基准不重合误差和定位副制造不准确误差。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准(在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准)不重合，就会产生基准不重合误差
工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件位置变动量，称为定位副制造不准确误差。定位副制造不准确误差只有在采用调整法加工时才会产生，在试切法加工中不会产生。
5、工艺系统受力变形产生的误差
工件刚度：工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对机械加工误差的影响就比较大。
刀具刚度：外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。
机床部件刚度：机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。影响机床部件刚度的因素有结合面接触变形的影响、摩擦力的影响、低刚度零件的影响、间隙的影响。
6、工艺系统受热变形引起的误差
工艺系统热变形对加工误差的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。
7、调整误差
在机械加工的每一工序中，总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能地准确，因而产生调整误差。在工艺系统中，工件、刀具在机床上的互相位置精度，是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时，调整误差对机械加工误差起到决定性的作用。
8、测量误差
零件在加工时或加工后进行测量时，由于测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影响测量精度。
9、内应力
没有外力作用而存在于零件内部的应力，称为内应力。工件上一旦产生内应力之后，就会使工件金属处于一种高能位的不稳定状态，它本能地要向低能位的稳定状态转化，并伴随有变形发生，从而使工件丧失原有的加工精度。
精密机械加工的生产过程
1、从硬件上讲，机械零件的加工是有很多种机械设备，如车、铣床、刨床、磨床、拉床加工中心等，各种设备的固有加工精度都不一样，所以要实现精密加工，就要看你的零件精度有多高相应的选择相应的工艺路线和设备;
2、从软件上讲，就是操作人员的技能，这涉及到各种设备的操作人员的操作技能，这些技能包括对设备的深入理解、对机械加工的理解、对加工零件材料的理解等，这些技能都可以再平常的工作中慢慢积累，操作人员的技能关键是实践
在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或者半成品的过程称为工艺过程。它是生产过程的主要部分。工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、装配等工艺过程，机械制造工艺过程一般是指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程的总和，其他过程则称为辅助过程，例如运输、保管、动力供应、设备维修等。工艺过程又是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，一个工序由有若干个工步组成。
工艺过程工序是组成机械加工工艺过程的基本单元。所谓工序是指一个(或一组)工人，在一台机床上(或一个工作地点)，对同一工件(或同时对几个工件)所连续完成的那一部分工艺过程。构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序的内容是连续完成的
工步是在加工表面不变、加工工具不变、切削用量不变的条件下
走刀又叫工作行程，是加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步。
制定机械加工工艺过程，必须确定该工件要经过几道工序以及工序进行的先后顺序，仅列出主要工序名称及其加工顺序的简略工艺过程，称为工艺路线。
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