機械加工中的工件變形問題，是比較難以解決的問題。首先必須分析產(chǎn)生變形的原因，然后才能采取應對的措施。

一、工件的材質(zhì)和結構會影響工件的變形

變形量的大小與形狀復雜程度、長寬比和壁厚大小，及材質(zhì)的剛性和穩(wěn)定性息息相關。所以在設計零件時盡可能的優(yōu)化這些參數(shù)，減小這些因素對工件變形的影響。

尤其在大型零件的結構上更應該做到結構合理。在加工前也要對毛坯硬度、疏松等缺陷進行嚴格控制，保證毛坯質(zhì)量，減少其帶來的工件變形。

二、工件裝夾時造成的變形

工件裝夾時，首先要選擇正確的夾緊點，然后根據(jù)夾緊點的位置選擇適當?shù)膴A緊力。因此盡可能使夾緊點和支撐點一致，使夾緊力作用在支撐上，夾緊點應盡可能靠近加工面，且選擇受力不易引起夾緊變形的位置。

當工件上有幾個方向的夾緊力作用時，要考慮夾緊力的先后順序，對于使工件與支撐接觸夾緊力應先作用，且不易太大，對于平衡切削力的主要夾緊力，應作用在最后。

其次要增大工件與夾具的接觸面積或采用軸向夾緊力。增加零件的剛性，是解決發(fā)生夾緊變形的有效辦法，但由于薄壁類零件的形狀和結構的特點，導致其具有較低的剛性。這樣在裝夾施力的作用下，就會產(chǎn)生變形。

增大工件與夾具的接觸面積，可有效降低工件件裝夾時的變形。如在銑削加工薄壁件時，大量使用彈性壓板，目的就是增加接觸零件的受力面積；在車削薄壁套的內(nèi)徑及外圓時，無論是采用簡單的開口過渡環(huán)，還是使用彈性芯軸、整弧卡爪等，均采用的是增大工件裝夾時的接觸面積。這種方法有利于承載夾緊力，從而避免零件的變形。

采用軸向夾緊力，在生產(chǎn)中也被廣泛使用，設計制作專用夾具可使夾緊力作用在端面上，可以解決由于工件壁薄剛性較差，導致的工件彎曲變形。

三、工件加工時造成的變形

工件在切削過程中由于受到切削力的作用，產(chǎn)生向著受力方向的彈性形變，就是我們常說的讓刀現(xiàn)象。應對此類變形在刀具上要采取相應的措施，精加工時要求刀具鋒利，一方面可減少刀具與工件的摩擦所形成的阻力，另一方面可提高刀具切削工件時的散熱能力，從而減少工件上殘余的內(nèi)應力。

例如在銑削薄壁類零件的大平面時，使用單刃銑削法，刀具參數(shù)選取了較大的主偏角和較大的前角，目的就是為了減少切削阻力。由于這種刀具切削輕快，減少了薄壁類零件的變形，在生產(chǎn)中得到廣泛的應用。

薄壁零件車削時變形是多方面的，裝夾工件時的夾緊力，切削工件時切削力，工件阻礙刀具切削時產(chǎn)生的彈性變形和塑性變形，使切削區(qū)溫度升高而產(chǎn)生熱變形。所以，我們要在粗加工時，背吃刀量和進給量可以取大些；精加工時，刀量一般在 0．2～0．5mm，進給量一般在 0．1～0．2mm／r，甚至更小，切削速度 6～120m／min，精車時用盡量高的切削速度，但不易過為高。合理選擇好切削用量，從而到達減少零件變形的目的。

四、加工后應力變形

粗加工后，零件本身存在內(nèi)應力，這些內(nèi)應力分布是一種相對平衡的狀態(tài)，零件外形短期內(nèi)相對穩(wěn)定，但是在熱處理后及精加工去除一些材料后內(nèi)應力發(fā)生變化，這時工件需要重新達到力的平衡，所以外形在一定時期內(nèi)就容易發(fā)生一定程度的變化。

這也是為什么部分工件在交付之后，在儲存期和服役期發(fā)生變形、開裂的典型原因。

在航空航天領域，“薄壁件”常為“加工后易變形，裝配后可以重新恢復幾何形狀的零件”。通常其主尺寸與壁厚之比不小于 50，滿足上述條件的“薄壁工件”或“薄壁狀態(tài)”的工件可以納入模態(tài)寬頻時效的處理范圍。

相對于傳統(tǒng)的熱時效，模態(tài)寬頻時效集殘余應力仿真、模態(tài)動應力仿真、殘余應力檢測、在線模態(tài)分析、工裝夾具設計為一體，對于解決產(chǎn)品交付后延遲變形、疲勞裂紋等問題作用明顯，能有效提高產(chǎn)品交付后穩(wěn)定性、可靠性。

模態(tài)寬頻時效所需時間短、節(jié)能，激振頻率范圍可達到 0－3000Hz，適用于中小型的板、盤、環(huán)、框等工件，對于剛性大、模態(tài)頻率高的零件也有較好的應用效果。因其高頻率、動應力低的特點，對零件本身基本不產(chǎn)生直接影響，能夠應用于解決小型、輕型薄壁工件去應力難題，填補了薄壁件半精加后去應力手段空白。

綜上所述，對于易變形的輕型薄壁件工件，在毛坯和加工工藝上都要采用相應的對策，結合恰當?shù)娜r效方法，最大程度避免成品后的內(nèi)應力集中現(xiàn)象，避免成品進入存儲及服役階段的延遲變形及開裂問題。

審核編輯 黃昊宇