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【摘 要】当前，在机械加工过程中，往往因为受到种种因素的影响，机械零件加工的变形问题一直层出不穷，变形的零件不仅给机械加工业带来了经济损失，而且还影响到了企业在社会上的信誉，产品质量不能得到保证，这样的发展现状不利于机械加工业的正常运营，所以必须找到机械零件加工变形的原因，从而寻求解决问题的办法，推进机械加工业的长期发展。
【关键词】机械零件；加工变形；原因分析；改进措施
引言
机械加工过程中，由于大多工件都是在高速、高温的运转环境下完成，机床、刀具、夹具等工件会产生高温摩擦振动而变形，同时热量的传播与振动的传播，会通过各种媒介传递给其他零件，零件在长期使用后也会因为高温而变形。机械是由很多精密零件构成的，零件的变形，不但会引发误差，甚至会使机械直接报废。
一、常见机械零件加工中变形的原因
（一）由于内力的作用，零件加工精度改变
因为在车床加工的过程中，通常采用四爪卡盘卡紧零件，然后利用其向心内力的作用，对零件进行加工，并且在零件加工的过程中，也会受到内径向力的作用。如果没有很好的掌控这两种内力，会导致机械零件松动，进而导致零件加工变形现象的发生。
另外，还应该注意如果机械零件的夹紧力减小，则机械的切削力也要随之而减小，相反机械零件夹紧力变大，机械的切削力也必须加大，只有这样才能保证所加工的零件受力均匀。但是在实际加工中所面临的问题是，加工后的机械零件的形状与需要形状并不匹配，其精确度已经出现了很大的出入，而出现这种状况的原因是加工不够细腻，质量不过关。
（二）热处理后和加工后机械零件变形问题
一些比较薄的机械零件很容易变形，因为他们的长径比较小，在加工或者热处理后可能会出现弯曲的状况，这种弯曲被称为草帽弯曲，这种弯曲会导致其平面变大。而长径比较大的机械零件经过热处理或是加工后也会出现变形，导致零件的直线度相对偏大一些。原因是零件本身就具有内应力，而这种内应力是相对平衡的状态，但经过热处理或是加工之后，零件自身的内应力发生改变，从而导致零件的外观发生变形。拨叉类的机械零件在热处理或是加工之后容易发生翘曲，而铸铁件类机械零件的平面变大，其垂直度也会发生变化。
（三）由于外力的作用，导致机械零件的变形
机械零件在外力的作用下容易发生弹性变形，一般分为三种情况：
1）如果在机械零件中含有薄片和悬臂，会很容易导致定位不当、装夹不合理等现象的发生，零件的硬度不够会使得零件很容易走形，无法达到图纸所要求的精确度。
2）在切削机械零件的同时，零件的形状会在切削力的作用下发生弹性变形，这种现象就是所谓的“让刀”现象。它会使得机械零件的规格标准出现偏差，影响到产品的质量。
3）机械零件的长径比较大，所以更容易受到切削力的作用，这样就会导致非夹紧的一侧更容易导致机械零件发生弹性变形，从而影响产品的质量和降低生产水平，加大了工作量，降低了生产效率和质量。
二、机械零件加工变形的改进措施
（一）减小夹紧力的措施
在刚性差的机械零件加工中，首先要通过增加辅助支撑来增加零件的刚性程度。在夹紧方面要注意夹紧点和零件之间的接触面积大小。夹持的方式要合理，在机械零件是长轴类的情况下，要注意夹持方式的合理，可以采用两端定位方式进行夹紧。
对于薄壁套类零件加工中应该使用有弹性心轴装置来进行装夹，夹紧的位置应该是零件刚性比较强的部位。在加工长径比较大的零件时，要注意不能采用一端悬空一端夹紧的方式，要采用两端一起夹紧的方式从零件的顶端进行夹紧，另外，还可以采用前端的驱动力进行夹紧控制，这样就使其受力模型变成为简支梁模型，零件的刚性就会大大提高，减小了切削力引起的变形。
（二）减小切削力的措施
在对工件的加工条件进行研究之后，在切削加工时应根据加工要求，注意切削的角度，应尽量增大刀具的前角和主偏角，以促使刀锋锋利，减小切削力。同时在加工中应将粗细不同的加工零件分开进行加工，以能够有效降低切削力和切削温度对于整体机械零件的影响。在薄壁零件的车削中，合理的刀具对车削时切削力的大小产生的热变形、工件表面的微观都是至关重要的。前角的大小决定了刀具的锋利程度，如果前角大，则变形和摩擦力就会减小，但前角过大，会使刀具的楔角变小，强度减弱，散热情况差，磨损速度加快。所以薄壁零件加工时，所用高速的刀具，前角取6°～30°最佳，用硬质合金刀具，前角取5°～20°。后角大，摩擦变小，切削力也变减小，使刀具强度减弱，所以用高速钢车刀的时候，刀具后角取6°～12°，对于硬质合金的刀具，后角取4°～12°。在精车加工的时候时取较大后角，粗车时取较小后角。车薄壁零件内外圆时，首先选取大的主偏角。
（三）减小内应力的措施
机械零件在加工中，要注意各种参数和工艺方法的运用。比如，在机械零件铸造中，首先应合理设置浇口和冒口的数量以及位置，并注意降低冷却速度。比如在锻造加工中，应提高终止煅造温度，同时也要注意保温和缓慢冷却。在进行焊接中，应注意先实施点焊然后在实施对称焊接，同时冷却速度要在焊接之后缓慢降低。在机械零件出现热处理之后的变形时候，要对毛坯进行检查，注重毛坯质量的提高，处理好铸件，采取措施对于内部的应力进行消除，在变形加工之后，零件的冷却尽量自然冷却。另外，还可以采用通过限型热处理的方法增大零件的刚性进行限制零件变形。仿形加工的时候要对工件变形的情况进行预期的估计，以减少零件加工变形的现象发生。
（四）其他措施
机械零件在精车时与粗加工相比，机械零件装夹方式仍然与其相同，前期的一些粗加工工序对后道也是有影响的，尽量避免野蛮手工操作，避免材料组织受力变形。对于机械零件加工变形更多的控制在后道，此外新的变形也会在磨削加工时期出现。此外，在后续工作中，镗床加工内孔这一阶段，就会产生相应的偏差。因为其是在磨削的基准面进行定位加工的，其最终的精镗内孔必然不精确。很显然，通过这样的方法，其所加工的机械零件的几何尺寸和精度，与图纸上的要求出入很大，所以必须采取一定的措施对其进行处理。例如：精车时控制磨削余量，特别是磨槽，余量过大容易圆角，砂轮磨损快；也可以改变传统的装夹方式，以热处理后的精车为入手点，在以后的每道加工工序时，采取有效的措施，保证装夹时机械零件避免对径向力的承受。还可以为每一环节设计专业夹具，在垂直轴的帮助下有效地防止机械零件的加工变形。此外，对于机械零件进行热处理或者加工后容易发生变形的状况，可以采取以下几种相应的措施来予以解决。
①对于一些粗加工的产品要进行精加工，尽量提升毛坯品质，需要渗碳的产品渗层尽量控制浅一点。机械零件中的残余应力要尽量的去除，可采用自然时效法、人工时效法，而人工时效法则有振动时效、热处理时效及超声冲击时效，避免这些内部应力对零件产生不良的影响，导致零件的加工变形。
此外，还要及时对有问题的铸件进行合理的处理，以免平面和垂直度变大的铸件影响所生产的零件的质量。
②在机械零件加工并自然变形之后，利用专业的工具再将其进行修整，而这种方法是在零件变形之后，再进一步加工比较有效的方法。当机械零件出现热处理变形后，一般情况下淬火后要注意回火，因为淬火工件中或多或少地存在一定量的残余奥氏体，这些奥氏体在室温下的放置过程中会转变成马氏体，从而因发生体积膨胀而导致开裂。
同时，淬火残余应力的存在会助长裂纹产生。这种裂纹是延迟发生的淬火裂纹，其形状与淬火裂纹相同。不良补救措施，全部回火注意保护避免表面脱碳氧化，重新整形，再次淬火。如：通过对每一个环节加以细化，使得机械零件加工变形的几率大大降低，更加符合生产要求，精准地把握图纸上的设计理念，减少经济损失，提升产品的质量和生产效率，确保实现机械加工的高效益。
结语
随着科学信息技术对机械加工的革命式影响，数控机床技术已经得到广泛的应用，使得大部分控制零件加工可以十分精确的计算其变形，可以有效避免由于操作者对零件加工的人为误差。因此，在零件加工过程中，科学技术的发展是在宏观上减小零件形变的长期办法。对于零件加工过程中，零件形变主要的人为因素来讲，只能依靠提高操作人员的专业技能来减轻误差。
参考文献：
[1]李海燕，许明.机械零件加工中的变形与应对措施[J].汽车齿轮.2013（02）
[2]刘新强，王士一，王恩双.机械零件加工中的变形与对策[J].装备制造技术.2012（08）
【关键词】机械零件；加工变形；原因分析；改进措施
引言
机械加工过程中，由于大多工件都是在高速、高温的运转环境下完成，机床、刀具、夹具等工件会产生高温摩擦振动而变形，同时热量的传播与振动的传播，会通过各种媒介传递给其他零件，零件在长期使用后也会因为高温而变形。机械是由很多精密零件构成的，零件的变形，不但会引发误差，甚至会使机械直接报废。
一、常见机械零件加工中变形的原因
（一）由于内力的作用，零件加工精度改变
因为在车床加工的过程中，通常采用四爪卡盘卡紧零件，然后利用其向心内力的作用，对零件进行加工，并且在零件加工的过程中，也会受到内径向力的作用。如果没有很好的掌控这两种内力，会导致机械零件松动，进而导致零件加工变形现象的发生。
另外，还应该注意如果机械零件的夹紧力减小，则机械的切削力也要随之而减小，相反机械零件夹紧力变大，机械的切削力也必须加大，只有这样才能保证所加工的零件受力均匀。但是在实际加工中所面临的问题是，加工后的机械零件的形状与需要形状并不匹配，其精确度已经出现了很大的出入，而出现这种状况的原因是加工不够细腻，质量不过关。
（二）热处理后和加工后机械零件变形问题
一些比较薄的机械零件很容易变形，因为他们的长径比较小，在加工或者热处理后可能会出现弯曲的状况，这种弯曲被称为草帽弯曲，这种弯曲会导致其平面变大。而长径比较大的机械零件经过热处理或是加工后也会出现变形，导致零件的直线度相对偏大一些。原因是零件本身就具有内应力，而这种内应力是相对平衡的状态，但经过热处理或是加工之后，零件自身的内应力发生改变，从而导致零件的外观发生变形。拨叉类的机械零件在热处理或是加工之后容易发生翘曲，而铸铁件类机械零件的平面变大，其垂直度也会发生变化。
（三）由于外力的作用，导致机械零件的变形
机械零件在外力的作用下容易发生弹性变形，一般分为三种情况：
1）如果在机械零件中含有薄片和悬臂，会很容易导致定位不当、装夹不合理等现象的发生，零件的硬度不够会使得零件很容易走形，无法达到图纸所要求的精确度。
2）在切削机械零件的同时，零件的形状会在切削力的作用下发生弹性变形，这种现象就是所谓的“让刀”现象。它会使得机械零件的规格标准出现偏差，影响到产品的质量。
3）机械零件的长径比较大，所以更容易受到切削力的作用，这样就会导致非夹紧的一侧更容易导致机械零件发生弹性变形，从而影响产品的质量和降低生产水平，加大了工作量，降低了生产效率和质量。
二、机械零件加工变形的改进措施
（一）减小夹紧力的措施
在刚性差的机械零件加工中，首先要通过增加辅助支撑来增加零件的刚性程度。在夹紧方面要注意夹紧点和零件之间的接触面积大小。夹持的方式要合理，在机械零件是长轴类的情况下，要注意夹持方式的合理，可以采用两端定位方式进行夹紧。
对于薄壁套类零件加工中应该使用有弹性心轴装置来进行装夹，夹紧的位置应该是零件刚性比较强的部位。在加工长径比较大的零件时，要注意不能采用一端悬空一端夹紧的方式，要采用两端一起夹紧的方式从零件的顶端进行夹紧，另外，还可以采用前端的驱动力进行夹紧控制，这样就使其受力模型变成为简支梁模型，零件的刚性就会大大提高，减小了切削力引起的变形。
（二）减小切削力的措施
在对工件的加工条件进行研究之后，在切削加工时应根据加工要求，注意切削的角度，应尽量增大刀具的前角和主偏角，以促使刀锋锋利，减小切削力。同时在加工中应将粗细不同的加工零件分开进行加工，以能够有效降低切削力和切削温度对于整体机械零件的影响。在薄壁零件的车削中，合理的刀具对车削时切削力的大小产生的热变形、工件表面的微观都是至关重要的。前角的大小决定了刀具的锋利程度，如果前角大，则变形和摩擦力就会减小，但前角过大，会使刀具的楔角变小，强度减弱，散热情况差，磨损速度加快。所以薄壁零件加工时，所用高速的刀具，前角取6°～30°最佳，用硬质合金刀具，前角取5°～20°。后角大，摩擦变小，切削力也变减小，使刀具强度减弱，所以用高速钢车刀的时候，刀具后角取6°～12°，对于硬质合金的刀具，后角取4°～12°。在精车加工的时候时取较大后角，粗车时取较小后角。车薄壁零件内外圆时，首先选取大的主偏角。
（三）减小内应力的措施
机械零件在加工中，要注意各种参数和工艺方法的运用。比如，在机械零件铸造中，首先应合理设置浇口和冒口的数量以及位置，并注意降低冷却速度。比如在锻造加工中，应提高终止煅造温度，同时也要注意保温和缓慢冷却。在进行焊接中，应注意先实施点焊然后在实施对称焊接，同时冷却速度要在焊接之后缓慢降低。在机械零件出现热处理之后的变形时候，要对毛坯进行检查，注重毛坯质量的提高，处理好铸件，采取措施对于内部的应力进行消除，在变形加工之后，零件的冷却尽量自然冷却。另外，还可以采用通过限型热处理的方法增大零件的刚性进行限制零件变形。仿形加工的时候要对工件变形的情况进行预期的估计，以减少零件加工变形的现象发生。
（四）其他措施
机械零件在精车时与粗加工相比，机械零件装夹方式仍然与其相同，前期的一些粗加工工序对后道也是有影响的，尽量避免野蛮手工操作，避免材料组织受力变形。对于机械零件加工变形更多的控制在后道，此外新的变形也会在磨削加工时期出现。此外，在后续工作中，镗床加工内孔这一阶段，就会产生相应的偏差。因为其是在磨削的基准面进行定位加工的，其最终的精镗内孔必然不精确。很显然，通过这样的方法，其所加工的机械零件的几何尺寸和精度，与图纸上的要求出入很大，所以必须采取一定的措施对其进行处理。例如：精车时控制磨削余量，特别是磨槽，余量过大容易圆角，砂轮磨损快；也可以改变传统的装夹方式，以热处理后的精车为入手点，在以后的每道加工工序时，采取有效的措施，保证装夹时机械零件避免对径向力的承受。还可以为每一环节设计专业夹具，在垂直轴的帮助下有效地防止机械零件的加工变形。此外，对于机械零件进行热处理或者加工后容易发生变形的状况，可以采取以下几种相应的措施来予以解决。
①对于一些粗加工的产品要进行精加工，尽量提升毛坯品质，需要渗碳的产品渗层尽量控制浅一点。机械零件中的残余应力要尽量的去除，可采用自然时效法、人工时效法，而人工时效法则有振动时效、热处理时效及超声冲击时效，避免这些内部应力对零件产生不良的影响，导致零件的加工变形。
此外，还要及时对有问题的铸件进行合理的处理，以免平面和垂直度变大的铸件影响所生产的零件的质量。
②在机械零件加工并自然变形之后，利用专业的工具再将其进行修整，而这种方法是在零件变形之后，再进一步加工比较有效的方法。当机械零件出现热处理变形后，一般情况下淬火后要注意回火，因为淬火工件中或多或少地存在一定量的残余奥氏体，这些奥氏体在室温下的放置过程中会转变成马氏体，从而因发生体积膨胀而导致开裂。
同时，淬火残余应力的存在会助长裂纹产生。这种裂纹是延迟发生的淬火裂纹，其形状与淬火裂纹相同。不良补救措施，全部回火注意保护避免表面脱碳氧化，重新整形，再次淬火。如：通过对每一个环节加以细化，使得机械零件加工变形的几率大大降低，更加符合生产要求，精准地把握图纸上的设计理念，减少经济损失，提升产品的质量和生产效率，确保实现机械加工的高效益。
结语
随着科学信息技术对机械加工的革命式影响，数控机床技术已经得到广泛的应用，使得大部分控制零件加工可以十分精确的计算其变形，可以有效避免由于操作者对零件加工的人为误差。因此，在零件加工过程中，科学技术的发展是在宏观上减小零件形变的长期办法。对于零件加工过程中，零件形变主要的人为因素来讲，只能依靠提高操作人员的专业技能来减轻误差。
参考文献：
[1]李海燕，许明.机械零件加工中的变形与应对措施[J].汽车齿轮.2013（02）
[2]刘新强，王士一，王恩双.机械零件加工中的变形与对策[J].装备制造技术.2012（08）