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講一下內(nèi)蒙古自治區(qū)機架加工過程中如何防止加工后變形?

文章出處:公司動態(tài) 責(zé)任編輯:東莞市厚街旭鑫五金加工廠 發(fā)表時間:2025-07-10
  ?機架加工后變形是常見問題,不僅影響設(shè)備裝配精度,還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強度下降。變形主要源于材料內(nèi)應(yīng)力釋放、加工工藝不合理、冷卻不均等因素。以下是防止加工后變形的關(guān)鍵措施,涵蓋加工全流程:
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一、原材料預(yù)處理:消除內(nèi)應(yīng)力
原材料(尤其是鑄件、焊接件、板材)在制造過程中會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,加工時應(yīng)力釋放易導(dǎo)致變形,需提前處理:
鑄件時效處理
對鑄鐵、鑄鋼等鑄件,采用自然時效(存放 6-12 個月,讓內(nèi)應(yīng)力緩慢釋放)或人工時效(加熱至 200-300℃,保溫數(shù)小時后緩慢冷卻),減少鑄造應(yīng)力。例如機床床身鑄件,必須經(jīng)過時效處理才能進入加工環(huán)節(jié)。
焊接件去應(yīng)力處理
焊接過程中局部高溫會產(chǎn)生焊接應(yīng)力,可通過振動時效(用振動設(shè)備對焊接件施加低頻振動,促使應(yīng)力釋放)或退火處理(加熱至 600-650℃,保溫后隨爐冷卻)消除應(yīng)力。對于大型框架式機架,焊接后需立即進行去應(yīng)力處理,再進行切削加工。
板材校平
熱軋鋼板可能存在彎曲、翹曲,加工前用校平機通過輥壓矯正,或采用火焰局部加熱后冷卻的方式消除內(nèi)應(yīng)力,保證板材平整度。
二、加工工藝優(yōu)化:減少應(yīng)力產(chǎn)生
合理安排加工順序:粗加工→半精加工→精加工
粗加工:快速去除大部分余量(留 1-5mm 精加工余量),此時材料內(nèi)應(yīng)力集中釋放,變形主要發(fā)生在粗加工階段。
中間時效:粗加工后對工件進行二次時效處理(如人工時效),進一步消除加工產(chǎn)生的新應(yīng)力,避免精加工后變形。
精加工:在應(yīng)力穩(wěn)定后進行,保證最終尺寸精度。例如大型機架的導(dǎo)軌面,需先粗銑→時效→精銑→磨削,逐步控制變形。
對稱加工與均衡切削
避免單側(cè)或局部過量切削(如單邊銑削深槽),采用對稱切削(如雙側(cè)同時銑平面、對稱鉆孔),使工件受力均勻,減少因單邊應(yīng)力過大導(dǎo)致的彎曲。
對于細(xì)長件(如機架立柱),加工時采用跟刀架或中心架支撐,避免切削力導(dǎo)致的撓度變形。
控制切削參數(shù)
降低切削速度(如銑削速度從 100m/min 降至 60-80m/min)、減小進給量,減少切削熱和切削力,避免材料因熱變形或受力變形。
選用鋒利刀具(如涂層硬質(zhì)合金刀具),減少刀具與工件的摩擦,降低加工應(yīng)力。
三、裝夾方式:避免強制變形
裝夾不當(dāng)會導(dǎo)致工件在加工時產(chǎn)生彈性變形,卸下夾具后回彈,造成尺寸偏差:
增加支撐點,分散夾緊力
對大面積平板類機架,采用多點支撐(如在工作臺面墊等高墊塊),避免單點或兩點支撐導(dǎo)致的工件翹曲;夾緊時用均勻分布的壓板,避免局部過緊。
示例:加工機架底板時,在板下方每隔 300-500mm 墊一個墊塊,確保板平面與工作臺貼合,再用對稱的壓板輕壓,防止裝夾變形。
采用 “過定位” 輔助支撐
對剛性較差的薄壁結(jié)構(gòu)(如箱式機架的側(cè)板),加工時在內(nèi)部增加臨時支撐(如焊接輔助筋板,加工后去除),增強工件剛性,減少切削時的振動和變形。
避免 “死夾”,預(yù)留變形空間
夾緊力以 “工件不滑動” 為原則,避免過度夾緊導(dǎo)致塑性變形。例如加工長條形機架時,一端用固定夾具,另一端用 “浮動支撐”,允許工件因溫度變化產(chǎn)生微量伸縮。
四、冷卻與溫度控制:減少熱變形
金屬材料熱脹冷縮明顯,加工時切削熱或環(huán)境溫差會導(dǎo)致變形:
充分冷卻
切削過程中持續(xù)噴射切削液(乳化液、切削油),帶走切削熱,避免工件局部升溫(如銑削時溫度超過 50℃可能導(dǎo)致微量變形)。
對高精度零件(如機架的定位孔),采用油霧冷卻,提高冷卻效率,減少熱影響。
控制環(huán)境溫度
高精度機架加工需在恒溫車間(溫度控制在 20±1℃)進行,避免因環(huán)境溫度波動(如晝夜溫差、陽光直射)導(dǎo)致工件熱變形。
加工前將工件在車間內(nèi)放置 24 小時以上,使其溫度與環(huán)境一致(“等溫處理”)。
五、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化:從源頭減少變形風(fēng)險
合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計可降低加工后變形概率,設(shè)計時需注意:
增加剛性,避免薄壁、細(xì)長結(jié)構(gòu)
機架關(guān)鍵部位(如承重梁、安裝面)增加厚度或設(shè)置加強筋(如 T 型筋、十字筋),提高整體剛性,減少加工后因自重或受力產(chǎn)生的變形。
示例:對比相同材料的平板與帶筋板,帶筋板的撓度可降低 50% 以上。
簡化結(jié)構(gòu),減少復(fù)雜曲面
避免設(shè)計深槽、異形孔等難以加工的結(jié)構(gòu),減少局部切削量過大導(dǎo)致的應(yīng)力集中。例如將封閉箱體改為帶觀察孔的半封閉結(jié)構(gòu),便于加工時散熱和應(yīng)力釋放。
對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計
機架整體采用對稱布局(如左右對稱的立柱、上下對稱的橫梁),使加工時受力和散熱均勻,降低單側(cè)變形風(fēng)險。
六、加工后處理:穩(wěn)定尺寸精度
時效處理
精加工后對重要機架進行低溫時效(120-180℃,保溫 4-8 小時),進一步消除加工殘留應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸。例如精密機床機架,需經(jīng)過 3-4 次時效處理。
自然放置與檢測
加工完成后將機架在常溫下放置 24-48 小時,待應(yīng)力完全釋放后再進行最終檢測和調(diào)整,避免交付后出現(xiàn)遲發(fā)性變形。
表面處理時機
電鍍、噴漆等表面處理可能因溫度變化導(dǎo)致變形,需在所有機械加工完成后進行,且表面處理后需再次檢測關(guān)鍵尺寸。

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