精密零件加工变形原理图(精密零件加工完整工艺流程)

精密零件加工变形原理及完整工艺流程详解

一、精密零件加工变形原理

1. 内应力引起变形

精密零件在加工过程中，由于受到切削力、切削热、冷却液等因素的影响，材料内部会产生内应力。当内应力超过材料的屈服极限时，材料将发生塑性变形。内应力引起的变形主要包括以下几种形式：

（1）热应力变形：切削过程中，由于切削热的作用，零件表面和心部温度差异较大，导致热膨胀系数不同，从而产生热应力变形。

（2）切削应力变形：切削力作用在零件上，使材料发生弹性变形，当切削力过大时，材料将发生塑性变形。

（3）残余应力变形：加工过程中，由于切削、磨削、热处理等工艺的影响，零件表面和心部存在残余应力，当残余应力释放时，零件将发生变形。

2. 材料性能引起变形

精密零件加工过程中，材料的性能也会对变形产生影响。以下列举几种材料性能对变形的影响：

（1）硬度：硬度高的材料，切削力大，切削热高，容易产生变形。

（2）弹性模量：弹性模量高的材料，抵抗变形能力强，但加工过程中容易产生残余应力。

（3）屈服强度：屈服强度高的材料，切削过程中容易产生塑性变形。

3. 加工工艺引起变形

精密零件加工工艺对变形的影响主要体现在以下几个方面：

（1）切削参数：切削速度、进给量、切削深度等切削参数对变形有直接影响。切削速度越高，切削热越大，变形越明显；进给量越大，切削力越大，变形越严重。

（2）加工方法：不同的加工方法对变形的影响也不同。例如，车削加工比铣削加工更容易产生变形。

（3）加工顺序：加工顺序不合理，可能导致零件产生累积变形。

二、精密零件加工完整工艺流程

1. 预处理

（1）清洗：去除零件表面的油污、灰尘等杂质。

（2）去毛刺：去除零件表面的毛刺、尖角等缺陷。

（3）表面处理：对零件表面进行化学处理，提高其耐腐蚀性、耐磨性等性能。

2. 加工

（1）粗加工：去除零件表面的多余材料，使零件形状接近最终尺寸。

（2）半精加工：对零件进行半精加工，使零件尺寸接近最终尺寸。

（3）精加工：对零件进行精加工，使零件尺寸、形状、位置精度达到要求。

（4）超精密加工：对零件进行超精密加工，使零件尺寸、形状、位置精度达到极高的水平。

3. 表面处理

（1）去应力处理：消除零件表面的残余应力，防止变形。

（2）表面强化处理：提高零件表面的耐磨性、耐腐蚀性等性能。

（3）表面涂层：对零件表面进行涂层处理，提高其性能。

4. 质量检测

对加工完成的零件进行质量检测，包括尺寸、形状、位置精度、表面质量等。

三、案例分析

1. 案例一：某精密轴类零件加工过程中，由于切削速度过高，导致零件表面出现裂纹。

分析：切削速度过高，切削热过大，使零件表面温度升高，导致材料性能下降，从而产生裂纹。

2. 案例二：某精密齿轮加工过程中，由于加工顺序不合理，导致齿轮齿面出现累积变形。

分析：齿轮加工过程中，先加工齿轮齿面，再加工齿根，导致齿面加工过程中产生的残余应力在齿根加工时释放，产生累积变形。

3. 案例三：某精密叶片加工过程中，由于材料性能不佳，导致叶片表面出现微裂纹。

分析：叶片材料硬度较低，弹性模量较小，切削过程中容易产生塑性变形，导致表面出现微裂纹。

4. 案例四：某精密模具加工过程中，由于冷却液选择不当，导致模具表面出现变形。

分析：冷却液选择不当，导致冷却效果不佳，使模具表面温度升高，从而产生变形。

5. 案例五：某精密零件加工过程中，由于加工设备精度不足，导致零件尺寸超差。

分析：加工设备精度不足，导致加工过程中产生的误差累积，使零件尺寸超差。

四、常见问题问答

1. 问题：精密零件加工变形的原因有哪些？

回答：精密零件加工变形的原因主要包括内应力、材料性能、加工工艺等方面。

2. 问题：如何降低精密零件加工变形？

回答：降低精密零件加工变形的方法主要包括优化切削参数、选择合适的材料、改进加工工艺等。

3. 问题：如何消除精密零件表面的残余应力？

回答：消除精密零件表面的残余应力，可以通过去应力处理、热处理、表面涂层等方法。

4. 问题：精密零件加工过程中，如何控制切削温度？

回答：控制切削温度，可以通过选择合适的冷却液、优化切削参数、加强冷却效果等方法。

5. 问题：精密零件加工过程中，如何提高加工精度？

回答：提高精密零件加工精度，可以通过优化加工工艺、提高加工设备精度、加强质量检测等方法。