薄壁零件變形分析及改進建議.doc

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1、薄壁零件變形分析及改進建議摘要：隨著我國社會主義經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)都呈現(xiàn)繁榮景象。由于薄壁零件具有質(zhì)量輕、節(jié)約材料、結(jié)構(gòu)較為緊密等優(yōu)良特點，而被廣泛應(yīng)用于機械加工行業(yè)。但是薄壁零件具有口小內(nèi)大、薄壁、剛性差的缺陷，極易在機械加工過程中發(fā)生振動和形變，致使加工過程不能保證加工精度。通過對薄壁零件進行反復(fù)的實驗，找出在加工過程中零件發(fā)生形變的解決策略。本文從實際出發(fā)，總結(jié)和分析了薄壁零件易發(fā)生振動和變形的原因，闡述了控制加工過程中薄壁零件發(fā)生振動和變形的有效方法，從而保證加工的精度。關(guān)鍵詞：薄壁零件；變形；分析；方法；IJIJ§由于薄壁零件具有剛性差、易變形的特點，嚴(yán)重影響了機械加工的

2、精度。薄壁零件的加工易變形的問題一直是困擾著機械加工行業(yè)的主要難題。為此，許多國內(nèi)外的專家學(xué)者通過反復(fù)的實驗和驗證，建立了多種動態(tài)或靜態(tài)模型，采用先進的有限元技術(shù)對加工過程中的刀具和工件進行分析，并依據(jù)結(jié)論提出了改進加工的有效方法，從而使得薄壁零件的加工工藝有了一些進步。但在實際生產(chǎn)過程中，我們需要對加工過程中出現(xiàn)的實際變形情況，采用不同的控制措施，以取得較好的生產(chǎn)效率。影響薄壁零件變形的主要因素在機械加工過程中薄壁零件發(fā)生振動和變形的原因多種多樣，具有各個方面的影響因素，首先就是在進行零件的設(shè)計時，要對零件的結(jié)構(gòu)、工藝性及剛性進行充分的考慮，不斷提高薄壁零件的剛性，盡可能的避免加工過程

3、中零件變形，還要保證薄壁零件的對稱結(jié)構(gòu)和均一厚度。在進行零件加工時，選擇消除了內(nèi)應(yīng)力的毛坯材料。2.1工件的裝夾條件因為薄壁零件具有較差的剛性，在進行加工過程中，如果夾緊力和承受力的作用位置選擇不合適，就會增加薄壁零件的內(nèi)應(yīng)力；夾、壓所產(chǎn)生的彈力極易造成變形，從而影響了零件的表面尺寸、形狀和精度，進而導(dǎo)致薄壁零件的變形。因此，對零件的裝夾、定位的合理設(shè)計，有助于降低變形的可能性，充分保證加工質(zhì)量。2.2加工的殘余應(yīng)力在機械加工過程中，對零件進行加工時會造成刀具與零件的擠壓、刀具前刀面和后刀面與已加工表面的擠壓、摩擦等作用，從而增加了薄壁零件內(nèi)部的加工殘余應(yīng)力。加工殘余應(yīng)力指的是在薄壁零件

4、受到外力作用時，殘余應(yīng)力與外力之間的作用，導(dǎo)致零件局部出現(xiàn)變形，內(nèi)部應(yīng)力重新分布，使零件處于一種不穩(wěn)定的應(yīng)力狀態(tài)，而當(dāng)外力作用消失后，零件內(nèi)部的應(yīng)力作用就會發(fā)生一定的變化，應(yīng)力又會重新分配，造成零件的再一次變形，嚴(yán)重影響了加工的精度和質(zhì)量。2.3切削力、切削熱及切削振動的作用在薄壁零件加工過程中，即對零件進行切削的過程中，為了克服加工過程中材料的彈性、塑性形變，以及刀具與零件之間的切削和摩擦作用，因此，會產(chǎn)生一定的切削力和切削熱，這樣更容易造成薄壁零件的振動和變形，從而影響加工的精度和質(zhì)量。此外，機械加工的機床、工裝具有一定的剛度，切削刀具的材質(zhì)、角度、參數(shù)及零件的冷卻散熱等加工條件都會

5、對薄壁零件的振動和變形產(chǎn)生影響。而在所有的影響因素中，切削力、夾緊力和殘余應(yīng)力是零件形變的主要影響因素。薄壁零件變形的改進建議3.1提高零件的整體剛性隨著薄壁零件的壁厚越來越薄，其剛性也隨之下降，大大增加了零件加工的變形可能性。因此，在零件加工過程中，盡可能的充分利用零件未加工的地方，未加工部分是正在切削的支持力，有助于切削過程中的零件處于最佳的剛性狀態(tài)。例如，腔體類零件自身腔內(nèi)具有一定的腹板，在進行零件加工的過程中，刀具可以從零件的腔體中間位置進行切削，由中心向四周進行切削。當(dāng)內(nèi)腔較深時，也可以按照以上的切削方式對零件進行多層加工。這種切削方法大大降低了零件變形的可能性及所導(dǎo)致的影響，

6、隨著剛性的降低，也逐漸降低了由切削所產(chǎn)生的振動。3.2采用輔助的支撐在對具有內(nèi)腔的薄壁零件進行加工時，主要解決問題是裝夾力所造成的形變作用。為此，可以采用在零件的腔內(nèi)加膜胎的方法，提高零件的整體剛性，從而避免零件加工過程中的振動和形變作用；也可以應(yīng)用石蠟和低熔點合金填充物等措施來增加另加內(nèi)部的支撐力，從而達到降低形變、提高加工精度的目的。3.3加強設(shè)計工藝，提高零件剛性對于薄壁零件的加工，要采用增加設(shè)計工藝筋條，以此來提高零件的整體剛性，這是工藝設(shè)計比較常用的一種方法。依據(jù)零件的形狀、結(jié)構(gòu)特點，對零件增加合適的工藝筋條，利用這種方式，可以有效地控制零件的變形處于設(shè)計精度的范圍之內(nèi)。3.4

7、對稱分層鐵削，使應(yīng)力均勻釋放如果對毛坯材料進行對稱分層銖削，使初始的殘余應(yīng)力可以均勻釋放，大大減小了加工過程中零件發(fā)生振動和形變的概率。而對于板類零件的兩面加工，則要應(yīng)用上下兩面去除余量的基本原則，對厚度兩面進行交替加工。在進行機械加工時，滿足余量依次減少的基本原則，殘余應(yīng)力隨交替次數(shù)的增加而釋放更徹底，有利于零件加工后變形的可能性變小。3.5刀具下刀方式的優(yōu)化刀具下刀方式將會直接影響零件的形變程度和加工質(zhì)量。如采用垂直進刀的切削方