加工中心工件变形的原因及解决方法

对于机械加工来说，零件变形是非常致命的。尤其是几种零件结合使用时，会不断放大这种缺陷。CNC加工中心的工件变形问题是很难解决的，所以要分析变形的原因，然后采取对策。

1、工件材料和结构影响变形

变形量与形状的复杂程度、纵横比、壁厚成正比，与材料的刚度和稳定性成正比。因此，在设计零件时，尽量减少这些因素对工件变形的影响。尤其是大件的加工，必须要合理。为保证毛坯质量，减少工件变形，加工前必须严格控制毛坯硬度等要素。

2、工件夹具变形

使用夹具，必须选择正确的夹持点，并根据夹持点的位置选择合适的夹持力。合模点和支撑点尽量保持不变，使合模力作用在支撑上，合模点尽量靠近加工面，所选位置不易引起合模变形。

如果工件有多个方向的夹紧力，则应考虑夹紧力的顺序。必须首先施加夹紧力以使工件与支架接触。不易过大，平衡切削力的主要夹紧力应在后面加上。

增加工件与夹具的接触面积或使用轴向夹紧力。提高零件的刚性是解决合模变形的有效途径，但由于薄壁零件的形状和结构的特点，刚性较低。因此，在夹紧力的作用下发生变形。

通过增加工件与夹具的接触面积，可以有效减少工件装夹时的变形。 例如在铣削薄壁零件时，要使用大量的弹性压板来增加接触零件的受力面积。在车削薄壁套筒的内径和外圆时，无论是简单的剖分过渡环还是弹性芯轴、全圆弧夹爪等，都用来增加装夹工件时的接触面积。这种方法有助于支持夹持力，从而避免零件变形。

采用轴向夹紧力，在生产中也广泛使用。专用夹具的设计制造，使夹持力作用于端面，解决了因壁薄、工件刚度低引起的工件弯曲变形。

3、工件加工引起的变形

由于切削过程中的切削力，工件在力的方向上发生弹性变形。这通常被称为给刀现象，针对这种变形，工具中必须采取相应的措施。精加工时工具必须锋利，在降低刀具与工件之间的摩擦阻力的同时，提高了刀具在切削过程中的散热能力，减少工件的残余内应力。

例如，在薄壁零件上铣削大型平面时，使用单刃铣床。刀具参数选择较大的进入角和较大的前角，目的是减少切削力。这种刀具由于切削轻，薄壁零件变形小，在生产中得到广泛应用。在车削薄壁零件时，正确的刀具角度对于车削时的切削力、车削过程中发生的热变形以及工件表面的微观质量都非常重要。刀具前角的大小决定了刀具的切削变形和前角的锋利程度。大前角减少切削变形和摩擦，但前角过大，刀具楔角小，刀具强度弱，刀具散热差，磨损被加速。

一般来说，车削钢的薄截面时，使用前角为6°至30°的高速刀具和前角为5°至20°的硬质合金刀具。后角大、摩擦力低的刀具，切削力也相应减小，但后角过大也会削弱刀具强度。车削薄壁零件时，使用后角为6°至12°的高速钢车刀，对于硬质合金刀具，后角为4°至12°，较大的后角用于微量车削。取小后角时。在旋转薄壁零件的内外圆时，大的入射角和正确的刀具选择是适应工件变形的先决条件。

通常选择高速切削，因为刀具与工件之间的摩擦产生的热量也会在加工过程中使工件变形。

在高速加工中，切屑在较短的时间内被去除，因此大部分切削热被切屑带走，减少了工件的热变形。其次，高速加工也减少了切削层材料的软化。抑制零件加工的变形，保证零件尺寸和形状的精度。此外，切削液主要用于减少切削时的摩擦，降低切削温度。合理使用切削液对提高刀具耐用性、加工表面质量和加工精度具有重要作用。因此，应合理使用足量的切削液，防止零件变形。

使用正确的切削量进行加工是确保零件精度的关键因素。

在加工高精度的薄壁零件时，采用对称加工，使对面的应力处于稳定状态，使加工后的工件光滑。但是，如果在一个过程中使用大量刀具，就会失去拉压应力的平衡，工件就会变形。

薄壁零件在车削过程中的变形是多方面的。夹紧工件时的夹紧力、切削工件时的切削力以及工件干涉刀具切削时发生的弹塑性变形使切削区温度升高，引起热变形。因此，当您进行粗加工时，可能会有大量的倒角和进给。精加工可采用刀量0.2~0.5mm，进给速度0.1~0.2mm/r以下，切削速度6~120m/min，切削速度6~120m/min。选择适量的铣削量，以达到减少零件变形的目的。

4、加工后的应力变形

加工后，零件本身会承受内应力。这些内应力分布处于相对平衡的状态。零件的形状相对稳定。然而，去除一些材料并对其进行热处理会改变内应力。这时，工件已经改变了形状，因为它必须再次达到力的平衡。

为了消除这种变形，可以将需要热处理矫直的工件堆放在一定高度，用某种工具将其压缩成直线状态，然后将工具和工件一起放入加热炉中。可以做到。请根据零件的材质进行选择，不同的加热温度和加热时间。

热矫直后，工件内部结构稳定。此时，不仅提高了工件的直线度，而且消除了加工硬化现象，便于零件的进一步精加工。铸件应进行时效处理，以消除内部残余应力，变形，然后采用粗加工-时效-返修的方法进行加工。

对于大型零件，需要进行仿形加工，预测装配后工件的变形情况，并保证加工时变形方向相反。这样可以有效地防止零件组装后的变形。

综上所述，对于可变形工件，在落料加工工艺上应采取相应措施。我们需要分析不同的情况，找到合适的工艺路线。当然，上述方法只是进一步减少工件变形。即使你想得到更准确的工作，你也必须不断地学习、讨论和研究。