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减少机械加工材料变形对品质影响 　　摘 要:分析了加工中产品变形的原因,通过一些实例浅淡常用的一些解决方法。 　　关键词:机械加工 产品变形 减少变形 　　中图分类号:TQ153文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010)06-040-02 　　 　　 随着各行业的迅速发展,对精密金属制品的要求也越来越高。其中大量薄壁工件机械加工中变形而导致的尺寸超差和一些因夹持变形而导致平行度或者平面度超差的问题也日益凸现出来。如何在加工中尽量消除变形对产品质量的影响。下面将详细剖析变形产生的原因。并用三个产品的加工实例从几个方面予于介绍。 　　通常工件产生变形的原因有三种。 　　1工件大量去除材料后工件内部应力释放导致工件变形,致使产品尺寸超差 　　有些长条状产品需要去除大量材料,当大量材料去除后,材料的内部结构被破坏,导致内部应力平衡改变,且在加工过程中受刀具切削力的部分影响,工件往往会产生较大的变形。在钢,铁,铝,铜常用材料中,以铜变形最为严重。以附图1所示产品浅谈如何减少应力变形对产品的影响。 　　该产品需去除大量材料,材质为CuZn39Pb3。长X宽X高=156?3.9?.15mm。尺寸公差为+/-0.05mm。来料尺寸为159?4.5?.5mm。批量生产。产品形状见图1 　　该产品用普通工艺加工,即先用虎钳夹持工件,将各台阶面加工到位,松开后发现工件应力释放严重变形,整个工件成拱桥形状。长度方向中间部位变形最严重,变形约0.5mm,尺寸无法保证。 　　 后多次试验,确定工艺如下可减少应力变形,保证产品尺寸。 　　 (1)用虎钳夹持来料,将各台阶面开粗,总高度在夹持状态保证=8.2mm,其余余量为0.5~0.8mm,释放应力。 　　 (2)将开粗后的工件回火,回火参数320?，恒?小时。释放残余应力。防止二次加工时变形。 　　 (3)将回火后的工件用校料机校料。保证底面最高和最低点不超过0.2mm。 　　 (4)将校料后的工件台阶面朝下,用虎钳夹持,加工底面大平面及外围。 　　 (5)再次用虎钳夹持加工好的外围,精加工台阶面各尺寸到位。 　　加工好的工件经用CMM测量机测量,符合图纸要求。 　　对于内应力影响大的工件,一定要合理使用热处理,不单纯需要给定合理的热处理参数,什么时候使用热处理工艺也是十分有讲究的。在上述例子中,如果没有开粗首先热处理,那么在热处理后再大量去除余量,其结构破坏后残存的应力仍然足以导致产品有较大变形,使产品品质不符合要求。 　　2夹具的夹持力导致产品变形从而导致尺寸,平面度或者平行度超差 　　产品在机械加工中绝大部分都需要使用到夹具,而夹具所产生的夹持力也是产生产品变形的一个重要因素。尤其是需要大量去除材料。为减少机械加工的工时,需要用大的夹持力,以便加工时可以大余量切削而不会导致工件移位。随着材料的大量去除,夹持力的影响也越来越明显,工件变形也将逐渐显现。如何尽量减少夹具夹持对产品品质的影响。以附图二所示产品进行一下探讨。 　　该产品材质为AL6061,长?宽??146?01?3mm。来料尺寸为152?05?5mm,尺寸公差为+/-0.05,其中大平面平面度要求在0.04mm,产品批量生产。产品形状见下图2。 　　该产品直接用虎钳夹持,用 12mm立铣刀快速大吃刀量开粗,以提高生产效率。因为吃刀量大,所以工件受力大,为防止工件在加工中移位,虎钳必须大力夹持,随着材料逐渐被去除,工件变形随着结构变的单薄在虎钳大夹持力下逐渐明显。如果在此状态下加工完,那么当钳口松开后,产品的尺寸和位置度,平面度,平行度均无法保证。所以直接用虎钳一次加工完是不可取的,需要对工艺进行一下变动,以满足产品品质的要求。新工艺如下: 　　 (1)用虎钳大力夹持工件,用 12mm立铣刀快速大吃刀量开粗。底部留余量0.3mm,各侧壁留余量0.15mm。 各槽及孔用合适的刀具开粗,各侧壁留余量0.15mm。 　　 (2)工件松开反转加工反面,需要轻力夹持(如果可以最好用扭力虎钳扳手,力度8kg/f),然后加工底部大平面。 　　(3) 将工件再次松开反转精加工正面,用轻力装夹(如果可以最好用扭力虎钳扳手,力度8kg/f)然后精加工正面各尺寸。为减少工件受力,机床需用高转速,低进给。建议转速在8000转/分。进给在500mm/min。 　　(4) 上分度头(第四轴)加工侧面各孔。 　　加工好的工件经用CMM测量机测量,符合图纸要求。 　　对于因夹持力导致产品变形。通常有两种解决方法。一种是尽量在夹具设计时使夹持力与大平面相垂直。底部平板,用压板压其变形要远远小于直接用虎钳夹持。一种是因为加工需求或者其它原因需要用与大平面平行的力,例如上述例子中的虎钳或者其它的一些类似的装夹