在機(jī)械加工過(guò)程里,熱變形是影響零件質(zhì)量的常見(jiàn)狀況,處理好這一問(wèn)題,能保障加工效果。解決熱變形問(wèn)題,可以從多個(gè)方面采取措施。
材料的選擇對(duì)熱變形影響較大。在進(jìn)行機(jī)械加工前,應(yīng)充分考慮材料的熱性能。優(yōu)先選擇熱膨脹系數(shù)小的材料,這類材料在溫度變化時(shí),尺寸變化相對(duì)較小。比如一些特種合金材料,在溫度波動(dòng)的加工環(huán)境下,相比普通金屬材料,更不容易出現(xiàn)明顯的變形,有助于減少熱變形對(duì)加工精度的干擾。同時(shí),對(duì)材料進(jìn)行預(yù)先熱處理也很關(guān)鍵,通過(guò)退火、正火等處理方式,去除材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力,降低加工過(guò)程中因應(yīng)力釋放導(dǎo)致的熱變形可能性。
加工工藝的優(yōu)化是解決熱變形的重要途徑。在切削加工時(shí),合理調(diào)整切削參數(shù)。降低切削速度,能減少切削過(guò)程中產(chǎn)生的熱量;減小切削深度和進(jìn)給量,同樣可以降低切削熱的生成。此外,采用分步加工的方式,將原本較大的加工余量分成多次切削,避免一次切削產(chǎn)生過(guò)多熱量。例如,對(duì)于形狀復(fù)雜、精度要求高的零件,進(jìn)行粗加工,預(yù)留一定的加工余量,待零件冷卻后再進(jìn)行精加工,這樣能有效控制熱變形。
設(shè)備方面的調(diào)控也不容忽視。對(duì)機(jī)床進(jìn)行定期保養(yǎng)和校準(zhǔn),確保機(jī)床的主軸、導(dǎo)軌等關(guān)鍵部件處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。機(jī)床部件的精度下降,可能會(huì)加劇熱變形的影響。在加工過(guò)程中,還可以給機(jī)床關(guān)鍵部位安裝冷卻裝置,像主軸冷卻系統(tǒng),通過(guò)循環(huán)冷卻液帶走熱量,降低主軸因長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的溫升,維持機(jī)床的穩(wěn)定性。另外,合理安排設(shè)備的工作時(shí)間,避免機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行,給設(shè)備留出冷卻的時(shí)間,防止因設(shè)備過(guò)熱引發(fā)加工件熱變形。
加工環(huán)境的控制同樣重要。保持加工車間內(nèi)溫度的穩(wěn)定,可安裝溫控設(shè)備,將車間溫度控制在一定范圍內(nèi)。溫度的大幅波動(dòng)會(huì)直接導(dǎo)致工件和設(shè)備產(chǎn)生熱脹冷縮。同時(shí),減少環(huán)境中的熱源干擾,比如將發(fā)熱量大的設(shè)備與加工機(jī)床分開(kāi)擺放,避免其他設(shè)備散發(fā)的熱量影響加工過(guò)程。此外,注意車間內(nèi)的通風(fēng)情況,良好的通風(fēng)有助于熱量的散發(fā),降低環(huán)境溫度對(duì)加工的影響。