機械加工中哪些因素會導致工件變形？機械加工中工件變形怎么辦？

機械加工中的工件變形問題，是比較難以解決的問題。首先必須分析產生變形的原因，然后才能針對性的采取相應的方法。

1、工件的材質和結構會影響工件的變形

變形量的大小與形狀復雜程度、長寬比和壁厚大小成正比，與材質的剛性和穩定性成正比。所以在設計零件時盡可能的減小這些因素對工件變形的影響。

尤其在大型零件的結構上更應該做到結構合理。在加工前也要對毛坯硬度、疏松等缺陷進行嚴格控制，保證毛坯質量，減少其帶來的工件變形。

2、工件裝夾造成的變形

工件裝夾時，首先要選擇正確的夾緊點，然后根據夾緊點的位置選擇適當的夾緊力。因此盡可能使夾緊點和支撐點一致，使夾緊力作用在支撐上，夾緊點應盡可能靠近加工面，且選擇受力不易引起夾緊變形的位置。

當工件上有幾個方向的夾緊力作用時，要考慮夾緊力的先后順序，對于使工件與支撐接觸夾緊力應先作用，且不易太大，對于平衡切削力的主要夾緊力，應作用在最后。

其次要增大工件與夾具的接觸面積或采用軸向夾緊力。增加零件的剛性，是解決發生夾緊變形的有效辦法，但由于薄壁類零件的形狀和結構的特點，導致其具有較低的剛性。這樣在裝夾施力的作用下，就會產生變形。

增大工件與夾具的接觸面積，可有效降低工件件裝夾時的變形。如在銑削加工薄壁件時，大量使用彈性壓板，目的就是增加接觸零件的受力面積；在車削薄壁套的內徑及外圓時，無論是采用簡單的開口過渡環，還是使用彈性芯軸、整弧卡爪等，均采用的是增大工件裝夾時的接觸面積。這種方法有利于承載夾緊力，從而避免零件的變形。采用軸向夾緊力，在生產中也被廣泛使用，設計制作專用夾具可使夾緊力作用在端面上，可以解決由于工件壁薄，剛性較差，導致的工件彎曲變形。

3、工件加工時造成的變形

工件在切削過程中由于受到切削力的作用，產生向著受力方向的彈性形變，就是我們常說的讓刀現象。應對此類變形在刀具上要采取相應的措施，精加工時要求刀具鋒利，一方面可減少刀具與工件的摩擦所形成的阻力，另一方面可提高刀具切削工件時的散熱能力，從而減少工件上殘余的內應力。

例如在銑削薄壁類零件的大平面時，使用單刃銑削法，刀具參數選取了較大的主偏角和較大的前角，目的就是為了減少切削阻力。由于這種刀具切削輕快，減少了薄壁類零件的變形，在生產中得到廣泛的應用。

在薄壁零件的車削中，合理的刀具角度對車削時切削力的大小，車削中產生的熱變形、工件表面的微觀質量都是至關重要的。刀具前角大小，決定著切削變形與刀具前角的鋒利程度。前角大，切削變形和摩擦力減小，但前角太大，會使刀具的楔角減小，刀具強度減弱，刀具散熱情況差，磨損加快。所以，一般車削鋼件材料的薄壁零件時，用高速刀具，前角取6°～30°，用硬質合金刀具，前角取5°～20°。

加工中刀具和工件摩擦產生的熱量也會使工件變形，因此在很多時候選擇高速切削加工。在高速切削加工中，由于切屑在較短時間內被切除，絕大部分切削熱被切屑帶走，減少了工件的熱變形；其次，在高速加工中，由于切削層材料軟化部分的減少，也可減少零件加工的變形，有利于保證零件的尺寸、形狀精度。另外，切削液主要用來減少切削過程中的摩擦和降低切削溫度。合理使用切削液對提高刀具的耐用度和加工表面質量、加工精度具有重要作用。因此，在加工中為防止零件變形必須合理使用充分的切削液。了解更多切削液的作用可以閱讀深孔槍鉆加工時切削油的作用是什么？

加工中采用合理的切削用量是保證零件精度的關鍵因素。在加工精度要求較高的薄壁類零件時，一般采取對稱加工，使相對的兩面產生的應力均衡，達到一個穩定狀態，加工后工件平整。但當某一工序采取較大的吃刀量時，由于拉應力、壓應力失去平衡，工件便會產生變形。

薄壁零件車削時變形是多方面的，裝夾工件時的夾緊力，切削工件時切削力，工件阻礙刀具切削時產生的彈性變形和塑性變形，使切削區溫度升高而產生熱變形。所以，我們要在粗加工時，背吃刀量和進給量可以取大些；精加工時，刀量一般在0.2～0.5mm，進給量一般在0.1～0.2mm/r，甚至更小，切削速度6～120m/min，精車時用盡量高的切削速度，但不易過為高。合理選擇好切削用量，從而到達減少零件變形的目的。

4、加工后殘余應力導致的變形

加工后，零件本身存在內應力，這些內應力分布是一種相對平衡的狀態，零件外形相對穩定，但是去除一些材料和熱處理后內應力發生變化，這時工件需要重新達到力的平衡，所以外形就發生了變化。解決這類變形可以通過熱處理的方法，把需要校直的工件疊成一定高度，采用一定工裝壓緊成平直狀態，然后把工裝和工件一起放入加熱爐中，根據零件材料的不同，選擇不同的加熱溫度和加熱時間。熱校直后，工件內部組織穩定。此時，工件不僅得到了較高的直線度，而且加工硬化現象得到消除，更便于零件的進一步精加工。鑄件要做到時效處理，盡量消除內部的殘余應力，采用變形后再加工的方式，即粗加工-時效-再加工。

對于大型零件要采用仿形加工，即預計工件裝配后的變形量，加工時在相反的方向預留出變形量，可有效的防止零件在裝配后的變形。

綜上所述，對于易變形工件，在毛坯和加工工藝上都要采用相應的對策，需根據不同情況加以分析，都會找到一條合適的工藝路線的。當然，上述的方法只是進一步減小工件變形，如果想得到更高精的工件，還需要不斷的學習、探討和研究。