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講一下天津機(jī)架加工過(guò)程中如何防止加工后變形?

文章出處:公司動(dòng)態(tài) 責(zé)任編輯:東莞市厚街旭鑫五金加工廠 發(fā)表時(shí)間:2025-07-10
  ?機(jī)架加工后變形是常見問(wèn)題,不僅影響設(shè)備裝配精度,還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,加工時(shí)應(yīng)力釋放易導(dǎo)致變形,需提前處理:
鑄件時(shí)效處理
對(duì)鑄鐵、鑄鋼等鑄件,采用自然時(shí)效(存放 6-12 個(gè)月,讓內(nèi)應(yīng)力緩慢釋放)或人工時(shí)效(加熱至 200-300℃,保溫?cái)?shù)小時(shí)后緩慢冷卻),減少鑄造應(yīng)力。例如機(jī)床床身鑄件,必須經(jīng)過(guò)時(shí)效處理才能進(jìn)入加工環(huán)節(jié)。
焊接件去應(yīng)力處理
焊接過(guò)程中局部高溫會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力,可通過(guò)振動(dòng)時(shí)效(用振動(dòng)設(shè)備對(duì)焊接件施加低頻振動(dòng),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(duì)于大型框架式機(jī)架,焊接后需立即進(jìn)行去應(yīng)力處理,再進(jìn)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(jī)通過(guò)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(shí)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(shí)效:粗加工后對(duì)工件進(jìn)行二次時(shí)效處理(如人工時(shí)效),進(jìn)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(jìn)行,保證最終尺寸精度。例如大型機(jī)架的導(dǎo)軌面,需先粗銑→時(shí)效→精銑→磨削,逐步控制變形。
對(duì)稱加工與均衡切削
避免單側(cè)或局部過(guò)量切削(如單邊銑削深槽),采用對(duì)稱切削(如雙側(cè)同時(shí)銑平面、對(duì)稱鉆孔),使工件受力均勻,減少因單邊應(yīng)力過(guò)大導(dǎo)致的彎曲。
對(duì)于細(xì)長(zhǎng)件(如機(jī)架立柱),加工時(shí)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(jìn)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(qiáng)制變形
裝夾不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致工件在加工時(shí)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(diǎn),分散夾緊力
對(duì)大面積平板類機(jī)架,采用多點(diǎn)支撐(如在工作臺(tái)面墊等高墊塊),避免單點(diǎn)或兩點(diǎn)支撐導(dǎo)致的工件翹曲;夾緊時(shí)用均勻分布的壓板,避免局部過(guò)緊。
示例:加工機(jī)架底板時(shí),在板下方每隔 300-500mm 墊一個(gè)墊塊,確保板平面與工作臺(tái)貼合,再用對(duì)稱的壓板輕壓,防止裝夾變形。
采用 “過(guò)定位” 輔助支撐
對(duì)剛性較差的薄壁結(jié)構(gòu)(如箱式機(jī)架的側(cè)板),加工時(shí)在內(nèi)部增加臨時(shí)支撐(如焊接輔助筋板,加工后去除),增強(qiáng)工件剛性,減少切削時(shí)的振動(dòng)和變形。
避免 “死夾”,預(yù)留變形空間
夾緊力以 “工件不滑動(dòng)” 為原則,避免過(guò)度夾緊導(dǎo)致塑性變形。例如加工長(zhǎng)條形機(jī)架時(shí),一端用固定夾具,另一端用 “浮動(dòng)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(shí)切削熱或環(huán)境溫差會(huì)導(dǎo)致變形:
充分冷卻
切削過(guò)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(shí)溫度超過(guò) 50℃可能導(dǎo)致微量變形)。
對(duì)高精度零件(如機(jī)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(jī)架加工需在恒溫車間(溫度控制在 20±1℃)進(jìn)行,避免因環(huán)境溫度波動(dòng)(如晝夜溫差、陽(yáng)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(shí)以上,使其溫度與環(huán)境一致(“等溫處理”)。
五、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化:從源頭減少變形風(fēng)險(xiǎn)
合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可降低加工后變形概率,設(shè)計(jì)時(shí)需注意:
增加剛性,避免薄壁、細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)
機(jī)架關(guān)鍵部位(如承重梁、安裝面)增加厚度或設(shè)置加強(qiáng)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(duì)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(jiǎn)化結(jié)構(gòu),減少?gòu)?fù)雜曲面
避免設(shè)計(jì)深槽、異形孔等難以加工的結(jié)構(gòu),減少局部切削量過(guò)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(shí)散熱和應(yīng)力釋放。
對(duì)稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
機(jī)架整體采用對(duì)稱布局(如左右對(duì)稱的立柱、上下對(duì)稱的橫梁),使加工時(shí)受力和散熱均勻,降低單側(cè)變形風(fēng)險(xiǎn)。
六、加工后處理:穩(wěn)定尺寸精度
時(shí)效處理
精加工后對(duì)重要機(jī)架進(jìn)行低溫時(shí)效(120-180℃,保溫 4-8 小時(shí)),進(jìn)一步消除加工殘留應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸。例如精密機(jī)床機(jī)架,需經(jīng)過(guò) 3-4 次時(shí)效處理。
自然放置與檢測(cè)
加工完成后將機(jī)架在常溫下放置 24-48 小時(shí),待應(yīng)力完全釋放后再進(jìn)行最終檢測(cè)和調(diào)整,避免交付后出現(xiàn)遲發(fā)性變形。
表面處理時(shí)機(jī)
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(jī)械加工完成后進(jìn)行,且表面處理后需再次檢測(cè)關(guān)鍵尺寸。

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