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[摘要]在薄型工件加工中，经常会遇到变形的问题，对加工薄环工件产生的变形的原因及解决方法进行探讨。
[关键词]薄环工件 变形 夹紧力 内应力
中图分类号：TH13文献标识码：A 文章编号：1671-7597(2008)1210105-01
在生产加工中，经常会遇到一些薄环工件的加工，但是这些薄环工件在加工过程中很容易产生内孔椭圆变形，其变形度一般在0.02mm～0.07mm，排除机床跳动、主轴等问题，每批工件都有3～8%的产品容易产生这种情况。薄环工件在加工过程中产生变形的原因很多，产生变形的原因不同，解决的方法也不同，现在就薄环工件在加工过程中产生变形的原因进行分析，并提出解决方法。
一、工装夹具问题
在薄环工件工件加工过程中，工装夹具是产生变形的重要原因之一，采用适合的工装夹具可以减少变形，一般是先车好内圆，然后采用锥度芯轴和弹性胀套再车外圆，这样可以保证不变形，且同轴度好。根据不同工件，采用适合的工装夹具是减少此类工件变形的一个较好的办法。这类型的工件不能夹外圆，应该靠端面固定，这样外圆不受力。
二、工序问题
除了选择适当的工装夹具外，薄壁工件加工尽量要减少不必要的工序，工序越多，变形越大，最好一次成型，精加工工序如果分得太细，变形就更加难以控制，如果工件能够以车削手段达到要求，就尽量不要考虑磨削加工，少一次装夹对工件变形要好控制一点。
例如，在加工环形工件时（壁厚5～6，外径200，长度15，材料青铜），先粗车内外圆（10件铸在一起），保留一个基准端面，线切割长度，长度方向则不再加工，在车床上利用工装轴向装夹，精加工内孔（0.05公差），做一个整体小锥度芯轴，加工外圆（公差0.03），这样下来即便是椭圆，在使用中也能保证足够的圆度（外圈是过盈配合）。
三、人为因素
这里的人为因素主要是指工件装夹时的用力不匀，这和夹具类型、操作者、工件毛胚的大小都有关系，由于人为因素而产生变形的根本原因是夹持力在变化，如果是手动夹紧的方式，建议采取力矩扳手来保证夹持力的稳定性。若工件为规矩回转体，则夹紧力尤为重要，因为车刀是螺旋进入工件的，切断时会有冲击。
装夹的人为因素较大，即使工装再好，装夹力引起的变形也不容忽视。在比较严格的变形控制中，装夹力的控制一般采用百分表来控制，通过夹紧过程中工件被挤压变形的位移量的大小来控制夹紧程度（这里并不是通过控制位移来控制夹紧力的大小，而是通过控制位移来控制工件变形的大小），通过百分表观察其变形量，同时注意各个点的渐进夹紧，以达到均衡受力，控制变形。在国外的图纸中，一般明确表示出安装时使用的工具和力的大小，这些都是精度的保证手段，但是国内的企业用的一班般都是凭经验与手感。
四、车床本身或者其他原因
车床主轴的回转精度也会影响到加工的精度，引起工件变形。切削过程中切削热也是控制的一个关键问题。
另外，关于薄形工件易发生变形的原因，影响因素很多，除上面说的以外，还有一个问题容易被忽略，就是材料内应力的问题。在材料的制造过程中，无论是轧制、锻造、铸造等都会造成材料内部的内应力分布不均匀，在加工时的切削力及加工后的零件形状又会造成零件新的内应力，这种内应力必须要平衡，于是薄壁零件上就表现出变形。有时，零件检验合格后，在仓库里放置一两个月后发现零件大部分已经变形甚至无法使用，这便是材料内应力引起的变形。
去除材料内应力的办法有以下几种：
1.零件要分步加工，先粗加工，留出一定的加工余量，然后在热处理炉中放平，加热到120度左右，保温5小时，然后断电，随炉温慢慢冷却至常温。
2.再加工：如果加工时发现零件变形较大，说明零件的内应力确实比较大，应该稍稍加工，并再次留出加工余量，再次进行热处理，然后进行精加工，加工时应该尽量减少发热，这样做一般来说尺寸的稳定性就比较好。加工好的零件应该放在架子上，端面向下，同时注意零件不要码放。
3.热处理：所谓的热处理，实际上就是除应力处理，就是让零件内应力在加热时，材料热膨胀使得内应力分布比较均匀。如果采用时效去应力法（自然时效和人工时效），加热保温冷却，效果也可以。
总之，薄形工件加工中容易产生变形，这是一个加工难题，但是采用适当的工装夹具，合理的工序，减少人为因素的影响以及材料内应力等手段，可以将变形减小，从而达到使用要求。
作者简介：
张秀艳，1999年6月毕业于苏州大学机械设计与制造（机电一体化）专业，职称：工程师，现就职业石家庄职业技术学院机电工程系；
张秀梅，2002年6月毕业于河北建筑工程学院，现就职于石家庄市建筑设计院，工程师，职称：中级。
[关键词]薄环工件 变形 夹紧力 内应力
中图分类号：TH13文献标识码：A 文章编号：1671-7597(2008)1210105-01
在生产加工中，经常会遇到一些薄环工件的加工，但是这些薄环工件在加工过程中很容易产生内孔椭圆变形，其变形度一般在0.02mm～0.07mm，排除机床跳动、主轴等问题，每批工件都有3～8%的产品容易产生这种情况。薄环工件在加工过程中产生变形的原因很多，产生变形的原因不同，解决的方法也不同，现在就薄环工件在加工过程中产生变形的原因进行分析，并提出解决方法。
一、工装夹具问题
在薄环工件工件加工过程中，工装夹具是产生变形的重要原因之一，采用适合的工装夹具可以减少变形，一般是先车好内圆，然后采用锥度芯轴和弹性胀套再车外圆，这样可以保证不变形，且同轴度好。根据不同工件，采用适合的工装夹具是减少此类工件变形的一个较好的办法。这类型的工件不能夹外圆，应该靠端面固定，这样外圆不受力。
二、工序问题
除了选择适当的工装夹具外，薄壁工件加工尽量要减少不必要的工序，工序越多，变形越大，最好一次成型，精加工工序如果分得太细，变形就更加难以控制，如果工件能够以车削手段达到要求，就尽量不要考虑磨削加工，少一次装夹对工件变形要好控制一点。
例如，在加工环形工件时（壁厚5～6，外径200，长度15，材料青铜），先粗车内外圆（10件铸在一起），保留一个基准端面，线切割长度，长度方向则不再加工，在车床上利用工装轴向装夹，精加工内孔（0.05公差），做一个整体小锥度芯轴，加工外圆（公差0.03），这样下来即便是椭圆，在使用中也能保证足够的圆度（外圈是过盈配合）。
三、人为因素
这里的人为因素主要是指工件装夹时的用力不匀，这和夹具类型、操作者、工件毛胚的大小都有关系，由于人为因素而产生变形的根本原因是夹持力在变化，如果是手动夹紧的方式，建议采取力矩扳手来保证夹持力的稳定性。若工件为规矩回转体，则夹紧力尤为重要，因为车刀是螺旋进入工件的，切断时会有冲击。
装夹的人为因素较大，即使工装再好，装夹力引起的变形也不容忽视。在比较严格的变形控制中，装夹力的控制一般采用百分表来控制，通过夹紧过程中工件被挤压变形的位移量的大小来控制夹紧程度（这里并不是通过控制位移来控制夹紧力的大小，而是通过控制位移来控制工件变形的大小），通过百分表观察其变形量，同时注意各个点的渐进夹紧，以达到均衡受力，控制变形。在国外的图纸中，一般明确表示出安装时使用的工具和力的大小，这些都是精度的保证手段，但是国内的企业用的一班般都是凭经验与手感。
四、车床本身或者其他原因
车床主轴的回转精度也会影响到加工的精度，引起工件变形。切削过程中切削热也是控制的一个关键问题。
另外，关于薄形工件易发生变形的原因，影响因素很多，除上面说的以外，还有一个问题容易被忽略，就是材料内应力的问题。在材料的制造过程中，无论是轧制、锻造、铸造等都会造成材料内部的内应力分布不均匀，在加工时的切削力及加工后的零件形状又会造成零件新的内应力，这种内应力必须要平衡，于是薄壁零件上就表现出变形。有时，零件检验合格后，在仓库里放置一两个月后发现零件大部分已经变形甚至无法使用，这便是材料内应力引起的变形。
去除材料内应力的办法有以下几种：
1.零件要分步加工，先粗加工，留出一定的加工余量，然后在热处理炉中放平，加热到120度左右，保温5小时，然后断电，随炉温慢慢冷却至常温。
2.再加工：如果加工时发现零件变形较大，说明零件的内应力确实比较大，应该稍稍加工，并再次留出加工余量，再次进行热处理，然后进行精加工，加工时应该尽量减少发热，这样做一般来说尺寸的稳定性就比较好。加工好的零件应该放在架子上，端面向下，同时注意零件不要码放。
3.热处理：所谓的热处理，实际上就是除应力处理，就是让零件内应力在加热时，材料热膨胀使得内应力分布比较均匀。如果采用时效去应力法（自然时效和人工时效），加热保温冷却，效果也可以。
总之，薄形工件加工中容易产生变形，这是一个加工难题，但是采用适当的工装夹具，合理的工序，减少人为因素的影响以及材料内应力等手段，可以将变形减小，从而达到使用要求。
作者简介：
张秀艳，1999年6月毕业于苏州大学机械设计与制造（机电一体化）专业，职称：工程师，现就职业石家庄职业技术学院机电工程系；
张秀梅，2002年6月毕业于河北建筑工程学院，现就职于石家庄市建筑设计院，工程师，职称：中级。