薄壁零件车削加工中热变形分析及对策
薄壁件热处理变形
薄壁件热处理变形
薄壁件热处理变形是指在薄壁件进行热处理过程中，由于温度变化引起的尺寸变化和形状变化。
薄壁件在热处理过程中，由于温度的变化，会导致材料的热膨胀或收缩，从而引起尺寸的变化和形状的变化。
薄壁件热处理变形的主要原因有以下几点：
1. 热膨胀：材料在加热过程中会发生热膨胀，导致尺寸的增大。
而在冷却过程中，材料会发生收缩，导致尺寸的减小。
这种热膨胀和收缩的差异会引起薄壁件的形状变化。
2. 相变：在热处理过程中，材料可能会发生相变，如晶体结构的改变，从而引起尺寸和形状的变化。
3. 内应力释放：在热处理过程中，材料内部的应力可能会得到释放，从而引起尺寸和形状的变化。
为了减小薄壁件热处理变形，可以采取以下措施：
1. 控制热处理温度和时间：合理选择热处理温度和时间，避免过高的温度和过长的时间，从而减小热膨胀和收缩的差异。
2. 采用适当的冷却方式：选择适当的冷却方式，如快速冷却或缓慢冷却，可以控制材料的热膨胀和收缩，减小变形。
3. 采用适当的工艺参数：调整热处理的工艺参数，如加热速度、冷却速度等，可以减小薄壁件的变形。
4. 采用适当的夹具和支撑：在热处理过程中，使用适当的夹具和支撑，可以控制薄壁件的形状变化，减小变形。
薄壁件热处理变形是一个复杂的问题，需要综合考虑材料的性质、热处理工艺参数等因素，采取合适的措施来减小变形。
浅析薄壁零件加工中变形振动分析和消振措施
薄壁零件加工中变形振动分析和消振措施摘要：车削过程中，工艺系统由于受到各种力的作用，工件和刀具之间常会发生相对振动。
它不仅使加工表面产生波纹，严重恶化加工精度和表面质量。
特别是最后一刀精车，当切削速度提高，常常会发生刺耳的响声，使车削无法继续加工下去。
所以，在加工薄壁零件中，不仅要考虑装夹中工件受力变形的问题，还要注意解决加工中振动问题关键词：薄壁零件加工变形振动措施车削薄壁零件在加工中很容易出现问题，如果我们在加工中善于总结经验，就能在加工中找出它的共性、个性和矛盾突出点。
变被动为主动。
从而才能够加工出合格的产品。
要想解决薄壁零件加工中出现的问题，我想从以下几个方面来加以分析。
一、薄壁零件装夹分析1、薄壁零件的加工特点薄壁零件以日益广泛地应用个工业部门生产机器零件中，车削薄壁零件的关键是变形、振动问题。
工件产生变形振动的原因大多是由于切削力、夹紧力、定位误差和弹性变形。
其中影响最大的是切削力和夹紧力。
我们在实践过程中减小切削力和切削热主要采取方法是：合理地选择切削用量、合理地选择刀具几何角度、减小夹紧力引起的变形，主要改变和改善夹紧力对零件的作用。
2、车削薄壁零件时采用的装夹方式以上讲的薄壁零件加工特点是车削中变形和振动问题。
由于薄壁零件的刚性差，车削中容易变形。
所以在装夹时要考虑到夹紧力的方向和着力点。
夹紧力的方向应选择在有利于减小夹紧力的部位。
如薄壁零件为套类，则可将径向夹紧力改为轴向夹紧力；薄壁零件为盘类，则可该轴向夹紧力为径向夹紧力；当薄壁零件径向和轴向刚性都很差时，保证夹紧力方向与切削力方向一致，就能使较小夹紧力起到较大夹紧力的作用。
还要夹紧力着力点应落在支承点正对面和切削力部位的附近以减小变形振动。
二、减小薄壁套装夹中变形的措施1、合理确定夹紧力的大小、方向、作用点。
粗、精车加工分开，当粗精车加工使用同一夹具时，粗加工余量大，切削力大。
因而需要较大的夹紧力。
而精车时余量小，切削力小，所需要的夹紧力也就小。
薄壁零件加工变形分析及控制方案
该产品的F 1为23%。
剩余的/冗余0零件大部分是紧固件或连接件,通过修改设计,大多数可以和其相连接的机体零件合并。
通过设定具体装配环境的装配难度系数,可以对装配规划产生的多种装配方案分别进行装配过程复杂度评价,以比较不同方案装配过程的优劣。
5 结论本文提出的方法是对面向装配的设计技术的一个补充和完善。
通过该方法的实施,可以在满足功能要求的情况下大大简化装配模型,使后续的装配序列和路径规划变得简单。
通过对装配复杂度和装配成本的分析,可以优选出不同的可行装配方案,这些都必将显著节约产品装配时间和降低装配成本。
参考文献:[1] 姜华.机械产品的装配规划研究:[博士学位论文].武汉:华中理工大学,1997.[2] 高峰.并行工程环境下的面向装配设计系统的研究与实践:[硕士学位论文].武汉:华中理工大学,1997.[3] 张林煊,童秉枢,张新访等.一种实用的综合集成D FA 系统的研究.清华大学学报,1998,38(11):69~72[4] 宋玉银.集成化面向装配的设计研究.机械工程学报,1999,35(5):67~71[5] Bo othroy d G,D ewhrust P.Desig n o f Manufacture and As 2sembly:The Boo thro yd-Dew hurst E xperience Desig n for X HU AN G G.Q.Chapman &Hall 1996:19~40[6] Paul G.Leney Case Experience with Hitachi,Lucas andBo othroyd-Dew hurst D FA Methods Desig n fo r X HUA NG G.Q.Chapman &Hall 1996:41~71[7] Z HA X F.Integ rated Kno wledge -Based Assembly Se 2q uence Planning.Advanced Manufacturing Technolo gy,1998,14:50~64(编辑 周本盛)作者简介:管 强,男,1972年生。
薄壁零件变形分析及改进建议
薄壁零件变形分析及改进建议薄壁零件变形分析及改进建议摘要：随着我国社会主义经济的快速发展，各行各业都呈现繁荣景象。
由于薄壁零件具有质量轻、节约材料、结构较为紧密等优良特点，而被广泛应用于机械加工行业。
但是薄壁零件具有口小内大、薄壁、刚性差的缺陷，极易在机械加工过程中发生振动和形变，致使加工过程不能保证加工精度。
通过对薄壁零件进行反复的实验，找出在加工过程中零件发生形变的解决策略。
本文从实际出发，总结和分析了薄壁零件易发生振动和变形的原因，阐述了控制加工过程中薄壁零件发生振动和变形的有效方法，从而保证加工的精度。
关键词：薄壁零件；变形；分析；方法；前言由于薄壁零件具有刚性差、易变形的特点，严重影响了机械加工的精度。
薄壁零件的加工易变形的问题一直是困扰着机械加工行业的主要难题。
为此，许多国内外的专家学者通过反复的实验和验证，建立了多种动态或静态模型，采用先进的有限元技术对加工过程中的刀具和工件进行分析，并依据结论提出了改进加工的有效方法，从而使得薄壁零件的加工工艺有了一些进步。
但在实际生产过程中，我们需要对加工过程中出现的实际变形情况，采用不同的控制措施，以取得较好的生产效率。
影响薄壁零件变形的主要因素在机械加工过程中薄壁零件发生振动和变形的原因多种多样，具有各个方面的影响因素，首先就是在进行零件的设计时，要对零件的结构、工艺性及刚性进行充分的考虑，不断提高薄壁零件的刚性，尽可能的避免加工过程中零件变形，还要保证薄壁零件的对称结构和均一厚度。
在进行零件加工时，选择消除了内应力的毛坯材料。
2.1工件的装夹条件因为薄壁零件具有较差的刚性，在进行加工过程中，如果夹紧力和承受力的作用位置选择不合适，就会增加薄壁零件的内应力；夹、压所产生的弹力极易造成变形，从而影响了零件的表面尺寸、形状和精度，进而导致薄壁零件的变形。
因此，对零件的装夹、定位的合理设计，有助于降低变形的可能性，充分保证加工质量。
2.2加工的残余应力在机械加工过程中，对零件进行加工时会造成刀具与零件的挤压、刀具前刀面和后刀面与已加工表面的挤压、摩擦等作用，从而增加了薄壁零件内部的加工残余应力。
薄壁零件加工中存在的问题
薄壁零件加工中存在的问题在薄壁零件加工中，可能会面临一些常见的问题。
解决这些问题需要仔细分析每个步骤，并采取相应的措施。
以下是一些可能存在的问题和解决建议：1.变形问题：原因：薄壁零件在加工中容易发生变形，主要是由于切削力引起的材料内应力释放。
解决方案：选择合适的切削参数，采用适当的刀具，减小切削力。
可以考虑采用工艺补偿或者后续的校正工序。
2.毛刺和切屑：原因：薄壁零件的切屑很容易残留在切削区域，形成毛刺。
解决方案：采用适当的切削速度和进给速度，选择合适的切削刃具。
可以考虑添加冷却液以减少热影响，避免切削区域积聚切屑。
3.表面质量问题：原因：薄壁零件的加工可能导致表面粗糙度增加或表面平整度降低。
解决方案：使用高精度的加工设备和刀具。
确保刀具磨损良好，避免振动和共振问题。
定期检查和维护设备。
4.工艺稳定性问题：原因：薄壁零件的加工可能受到环境温度、湿度等因素的影响，导致工艺不稳定。
解决方案：控制加工环境的温湿度，采用合适的工艺参数。
在加工之前，对材料和设备进行预热，确保加工过程中的稳定性。
5.材料选择问题：原因：不同的材料对于薄壁零件加工的难度不同。
解决方案：在设计阶段选择适合加工的材料，考虑材料的强度、塑性等特性。
必要时，进行材料热处理以提高加工性能。
6.加工成本问题：原因：薄壁零件的加工可能涉及到高难度的工艺，导致加工成本增加。
解决方案：寻找合适的工艺和设备，优化刀具选择和切削参数，以降低加工成本。
考虑批量生产以提高效益。
通过综合考虑材料、工艺、设备和人员等因素，可以有效解决薄壁零件加工中可能出现的问题，提高加工质量和效率。
薄壁零件车削加工中热变形分析及对策
薄壁零件车削加工中热变形分析及对策作者：周友奎来源：《信息技术时代·上旬刊》2019年第01期摘要：薄壁零件的车削是车削加工中的一个难点，这类零件在切削力作用下，容易引起热变形以及产生振动和受力变形，影响工件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度。
如何减少因“热”引起零件变形，保证薄壁零件质量？本文从切削用量、刀具的几何角度和切削液的选择三个方面对零件产生热变形的因素、解决办法作一些探讨和分析。
关键词：薄壁零件；变形；切削用量；刀具参数；切削液一、薄壁零件加工中产生温升的主要因素切削热是切削过程中的重要物理现象之一。
切削所消耗的能量，除了1%～2%用以形成新表面和以晶格扭曲等形式形成潜藏能外，有98%～99%转换为热能。
大量的切削热使得切削温度升高，这将直接影响刀具前面上的摩擦因数、积屑瘤的形成和消退、刀具的磨损、工件加工精度和已加工表面质量等，所以研究切削产生的“热”是获得加工质量的重要内容。
被切削的金属在刀具的作用下，发生弹性和塑性变形而耗功，这是切削热的一个重要来源。
此外，切屑与前面、工件与后面之间的摩擦也要耗功，也产生大量的热量。
因此，切削时共有三个发热区域，即剪切面、切屑与前面接触区、后面与过渡表面接触区。
切削塑性材料时，变形和摩擦都比较大，所以发热较多。
切削速度提高时，因切屑的变形减小，所以塑性产生的热量百分比降低，而摩擦产生的热量百分比增高。
切削脆性材料时，后面上摩擦产生的热量在切削热中所占的百分比增大。
切削区域的热量被切屑、工件、刀具和周围介质传出。
向周围介质直接传出的热量，在干切削（不用切削液）时，所占比例在1%以下。
切削热由切屑、刀具、工件及周围介质传出的比例，可举例如下：（1）车削加工时，切屑带走的切削热为50%～86%，车刀传出10%～40%，工件传出3%～9%，周围介质（如空气）传出1%。
切削速度愈高或切削厚度愈大，则切屑带走的热量愈多。
（2）钻削加工时，切屑带走切屑热28%，刀具传出14.5%，工件传出52.5%，周围介质传出5%。
铝合金薄壁件加工中变形的因素分析与控制方法
铝合金薄壁件加工中变形的因素分析与控制方法一般认为，在壳体件、套筒件、环形件、盘形件、轴类件中，当零件壁厚与内径曲率半径（或轮廓尺寸）相比小于1：20时，称作为薄壁零件。
这一类零件的共同特点是受力形式复杂，刚度低，加工时极易引起误差变形或工件颤振，从而降低工件的加工精度。
薄壁零件因其制造难度极大，而成为国际上公认的复杂制造工艺问题。
一、薄壁件加工变形因素分析薄壁件由于刚度低，去除材料率大，在加工过程中容易产生变形，对装夹工艺要求高，使加工质量难以保证。
薄壁类零件在加工中引起变形的因素有很多，归纳总结有以下几个方面：1、工件材料的影响铝合金作为薄壁件最理想的结构材料，与其他金属材料相比，具有切削加工性好的特点。
但由于铝合金导热系数高、弹性模量小、屈强比大、极易产生回弹现象，大型薄壁件尤为显著。
因此，在相同载荷情况下，铝合金工件产生的变形要比钢铁材料的变形大，同时铝合金材料具有硬度小、塑性大和化学反应性高等性质，在其加工中极易产积屑瘤，从而影响工件的表面质量和尺寸精度。
2、毛坯初始残余应力的影响薄壁件加工中的变形与毛坯内部的初始残余应力有直接的关系，同时由于切削热和切削力的影响，使工件和刀具相接触处的材料产生不能回弹的塑性变形。
这种永久性的变形一旦受到力的作用就会产生残余应力，而在加工过程中，一旦破坏了毛坯的残余应力，工件内部为达到新的平衡状态而使应力重新分布，从而造成了工件的变形。
3、装夹方式的影响在加工中夹具对工件的夹、压而引起的变形直接影响着工件的表面精度，同时如果由于夹紧力的作用点选择不当而产生的附加应力，也将影响工件的加工精度。
其次，由于夹紧力与切削力产生的耦合效应，也将引起工件残余应力的重新分布，造成工件变形。
4、切削力和切削热的影响切削力是影响薄壁件变形的一个重要因素。
切削力会导致工件的回弹变形，产生不平度，当切削力达到工件材料的弹性极限会导致工件的挤压变形。
在切削加工过程中，刀具与工件之间的摩擦所作的功，材料在克服弹性、塑性变形过程中所做的功绝大部分转化为加工中的切削热，从而导致工件的各部分的温度差，使工件产生变形。
解决加工薄壁零件过程中变形的方法
解决加工薄壁零件过程中变形的方法小薄壁套类零件在仪表、办公以及其他小型设备中应用广泛。
其加工难度大，主要原因是在装夹和机加工过程中容易产生多种变形。
本文对其变形的主要原因进行了分析并提出了解决方案，在其夹具的设计中采用了气压和弹性橡胶，有效地解决了装夹变形的问题。
对其他小薄壁套类零件夹具的设计有一定的示范意义。
1、图样分析如图1所示，典型小薄壁结构零件。
材料为Y1Cr17(GB/T1220)不锈钢，棒料毛坏。
批量生产。
从零件图样要求及材料来看，加工此零件的难度是很大的。
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壁厚最薄1mm。
加工材料为Y1Cr17(GB/T1220)不锈钢，难切削。
内径尺寸为10～12mm，公差只有0.01～0.02mm。
外径为14～13mm，公差只有0.02mm。
两端内孔对称，各有一图1工件个0.5×0.1mm的内沟槽。
几处倒角很小0.15～0.25mm。
该件壁薄易变形、精度高、结构小、难加工、材料难切削。
2、工艺分析壁薄是该零件的突出特点。
为更好地分析加工工艺过程，要首先分析一下影响薄壁零件加工精度的因素。
薄壁零件在夹紧力和切削力的作用下，容易产生变形、振动，影响工件车削精度。
由于壁薄工件热容量小，易引起热变形，工件尺寸不易掌握。
（1）受热变形：因工件较薄，热容量小，传导慢，在切削热的作用下，工件温度较高，会引起工件热变形，使工件尺寸难于控制。
减小切削热的措施：减小切削力，车削时需注意控制切削温度的升高，首先通过减小切削变形（切削力）来减少切削热的产生，同时增大刀尖部分的散热面积以及使用充分的冷却润滑液等途径，将切削热及时传散。
切削液应选用抗粘结冷却性好的切削液，如含硫、氯等极压添加剂的乳化液；切削液的的供给必须充分。
（2）振动变形：在切削力（特别是径向切削力）的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。
径向切削力位于水平面内，垂直于纵向走刀方向，刀具和工件之间的抗力，使工件发生弯曲。
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薄壁零件车削加工中热变形分析及对策
随着现代制造业的发展，汽车、机械、电子、航空航天等行业对薄壁零件的需求越来
越大。
由于薄壁零件的轻巧、高强、美观等特点，使它们在各个领域得到了广泛应用。
然
而在薄壁零件的加工过程中，由于材料的切削热会导致零件发生热变形，进而影响零件的
加工精度和表面质量，成为制约其加工精度和质量的重要因素。
热变形分析
1．加工热变形表现
热变形是金属材料加工过程中一种普遍存在的现象，特别是在高速车削和中高精度手
艺车加工中更加严重。
当刀具与工件接触时切削力的作用下，导致因塑性变形和能量转化
而产生的热量，使薄壁零件发生热变形，进而影响加工精度和表面质量。
热变形的表现主
要有以下几方面：
（1）轮廓变形。
零件轮廓的变形主要由于材料受到热膨胀影响而引起。
在加工过程中，热膨胀系数的变化会导致材料线膨胀产生的应力不均匀分布，导致零件轮廓变形。
（2）直线度变形。
直线度误差是薄壁零件加工中常见的一种误差，主要是因为切削热造成工件长度方向的热变形不均匀产生的。
在机械加工加工过程中，材料的热膨胀系数发
生变化，会导致零件长度方向的非均匀热变形，进而影响零件直线度。
（3）平面度变形。
平面度是指零件表面在平面上任意两点之间的距离差，当热变形不均匀时，会导致表面不平整，从而影响平面度误差。
2．热变形影响因素
影响零件热变形的因素主要有以下几个方面：
（1）材料性质。
不同的材料在受热过程中热膨胀系数不同，导致不同材料的热变形不同。
（2）切削参数。
切削速度、进给量、切削深度等切削参数对零件的热变形影响很大，切削速度过高、切削深度过大、进给量过大等都会导致材料发生热变形。
（3）冷却方式。
冷却方式对零件的热变形起到很大的影响，直接冷却和间接冷却都可以影响零件热变形。
对策
1．合理选择切削参数
切削参数对热变形影响很大，因此，选择合适切削参数是减小热变形的关键。
合理的
切削参数选择应该避免热量对工件的积累，减少工件受热面积，降低切削速度、进给量和
切削深度，从而达到减小热变形的效果。
2．优化冷却方式
合适的冷却方式也是减小热变形的关键，在选择冷却方式时应综合考虑材料热膨胀系数、切削参数和加工质量等因素。
一般而言，间接冷却和余热退火都可能成为有效的减小
热变形的手段，通过科学合理的冷却方式，可以有效减小热变形，提高零件的加工精度和
表面质量。
3．选择先进的加工技术
随着科技的发展，先进的加工技术也为解决零件热变形问题提供了新的思路。
采用低
压力刀具、超聚焦等复合技术，可以减小工件热影响区域，大大提高加工精度和表面质量。
同时，优化加工工艺和研发新型的刀具材料也是改善零件热变形问题的方向之一。
结论
在薄壁零件车削加工中，热变形是制约其加工精度和表面质量的重要因素之一。
在实
际生产中，选择合适的切削参数、合理的冷却方式以及采用先进的加工技术是减小热变形
的有效手段。
通过这些手段可以减小热变形，提高加工精度和表面质量，从而更好地满足
市场需求。