關(guān)於
機(jī)械精密零(líng)件加工(gōng)過程中會產生各種變形,這(zhè)些變形的機理千差萬別,也決(jué)定了其解決和預防的辦法多種多樣。機械精密零件加工中對這些變形的應對措施得(dé)當(dāng)與否,直接決定了這個零件加(jiā)工質量的高低,這也很大反(fǎn)映了一個機械工藝水平的高低。下麵了解一下:
一(yī)、變形的種類和機(jī)理
1由外力引起的(de)零件彈性變形(xíng)
由外力引起的零件彈性變形大致可以分為3類。其中一(yī)類是零件在切(qiē)削過程(chéng)中由於受到切削力的作用,零件產生向著受力方向的彈性形變,這就是俗稱的讓刀現象(xiàng)。
這類變形的機理(lǐ)是(shì)零件本身或某些部分剛性不足,在(zài)切削(xuē)過程中由於受到切削力的作用(yòng),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)按照設定參數從原零件表麵切除部(bù)分材料,待切削完成後,由於零件做彈性恢複,被切削零件則不能達(dá)到預先的形位要求,甚(shèn)至出現廢品。這些零件之中(zhōng)典型(xíng)的零件類(lèi)型有細長軸類、薄片類、組合類。
1、長徑比較大的零件外圓加工
工藝上采用一端由三爪夾緊的方式,這種方式符(fú)合懸臂梁(liáng)模型,所以在假定切削力恒定,那麽零(líng)件(jiàn)受指(zhǐ)向刀具另一側方向的力(lì)則恒定不變,非夾緊一側則變形zui大,所(suǒ)以去除(chú)材料zui少。去除(chú)材料多少則從夾緊一側至自由一側成倒梯形分布。
變(biàn)形模型,虛線為刀尖軌跡,那麽車削完畢(bì)後零件則形成離夾緊端越遠直徑越(yuè)大的倒錐型。
2、長(zhǎng)徑(jìng)比特別小的薄片類零件端麵加工
工藝上采用電磁(cí)吸盤從底麵吸緊的(de)夾緊方式,然後磨上麵。由於零件在加工前平麵度很差,因此吸(xī)緊時零件發生變形而使其平麵度較好,這樣夾緊引起的(de)變形(夾緊變形)使得刀具無(wú)法切去在零件自由狀態下應該去除(chú)的中間鼓起的材料,所以不管怎樣翻麵,在未去除夾緊力之前測(cè)量其(qí)平麵度(dù)都是合格的(de),而在自由狀(zhuàng)態下零件的(de)彈性會恢複到以前的狀態(tài),所以平麵度很難達到要求。
3、零(líng)件(或部分)結構中含有懸臂和薄片兩種特征中一種或一種以上的情況
零件中的(de)L2部分具有懸臂(bì)和薄片的兩種特征,所以如果定位(wèi)、夾緊不當,會使L2部分因剛性不足出現讓刀現(xiàn)象,或是夾緊變形,銑B麵後,達不到圖紙要求(qiú)的平麵度。
4、加工後(包括熱處理後)的變形
長徑(jìng)比較大的零(líng)件,熱處理或加工完畢(bì)放置一段時間後,會發生彎曲(qǔ),即檢測後會發現其直(zhí)線度(dù)相對以前變大;長徑比特別小的薄片類零件熱處理或加工完畢放置一段時間後,會發(fā)生草帽型彎曲,即一端中間相對四周會鼓出,其形狀像一頂(dǐng)草帽,檢測後會發現其平(píng)麵(miàn)相對以前變大;
如鑄鐵件類零件加工完畢放置一段時(shí)間後,會發現平麵相對以前變大;撥叉類零件熱處理或(huò)加(jiā)工完畢放置一段時間後,叉腳會發(fā)生翹曲,即檢測後(hòu)會發現其垂直度相對以前變大等。
這些情況的出(chū)現主要是由於零件內部本身存在內應(yīng)力,這些內應力的(de)分布本(běn)身應(yīng)該是一種(zhǒng)相(xiàng)對平衡的狀態,所以零件的外形(xíng)相對穩定。但是當加工完(wán)畢去除一些材料或熱(rè)處理完畢後,其內應力發生變化,需要重新分布於一種新的平衡狀態(tài),所以致使(shǐ)零件外形(xíng)發生變化。
二、應對措施
零件(jiàn)的形式和變形情況多(duō)種多樣,但是應對外力引起的零件彈(dàn)性變形(xíng)的實質則隻有一條,那就是盡可能增(zēng)加零件的剛(gāng)性,且絕 對不能夠發生預先的夾緊變形。
長徑比(bǐ)較大的零件在加工時盡量不要采用一端夾緊(jǐn)、一端懸(xuán)空的懸臂梁方(fāng)式,而是采用兩端用頂 尖頂緊、前端驅動的定位夾緊方式,這樣其受力(lì)模型就變成(chéng)了簡支梁模型(xíng),剛性ji大提高,切削力引起(qǐ)的(de)變形會大大減少。
長徑(jìng)比特別小的薄片類零(líng)件,為減(jiǎn)小其電磁吸盤吸緊時引起夾(jiá)緊變形,采用在磨(mó)削第 一麵時在零件和(hé)工作台之間墊幾層布或(huò)厚(hòu)紙(zhǐ)的方式可(kě)有效減小變形(xíng)。
鑄(zhù)鐵件類零件(jiàn)則必 須在夾(jiá)具設計上下功夫。夾具設計的原(yuán)則就是有效增加懸臂部分的剛性,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(nián)來(lái)液壓夾(jiá)具的發展很好地解決了這種零件加(jiā)工中由於夾緊變形帶來的加工質量問題。