基于Solidworks的扇形卡爪夹紧薄壁件的变形分析

图1切削力与初始残余应力对加工变形的影响0引言薄壁类的零件在实际的应用过程中，大都是应用在重要的部位，然而其本身具有结构复杂、形状特殊、刚度低等特点，使得其在实际加工制造的过程中对加工的精度要求较高。

而薄壁零件在加工过程中出现变形的现象是非常严重的问题，需要有关人员采取有效措施进行解决。

因此，本文对薄壁零件的变形分析和加工精度控制研究具有十分重要的意义。

1影响薄壁零件加工变形的因素1.1加工过程中的切削力在对薄壁零件进行加工的过程中，切削力是影响薄壁加工变形的重要因素之一。

本文以某一零件为例，其切削条件为：切削速度420m/min ，背吃刀量0.02mm ，进给量0.01mm/r ，刃口半径0.02mm 。

由仿真得到的单独由加工残余应力和初始残余应力及两者耦合引起的零件变形如图1所示。

通过对图1的观察，我们可以知道，切削力对薄壁零件的加工变形影响很大，因此，在实际加工的过程中，一定要加强对切削力的重视。

1.2加工过程中的装夹条件装夹是为了固定毛坯，从而进行零件的加工，而薄壁零件的装夹过程中，由于其本身的刚性较低，在实际装夹时，很容易由于压、夹、弹性变形等降低加工精度。

除此之外，如果没有选择较好的加紧力作用点，就会产生附加的应力，一旦装夹力超过规定范围，就会出现加工变形的现象。

1.3加工材料的进给量对残余应力影响在薄壁零件的加工过程中，其进给量对残余应力的影响也是造成其加工变形的主要影响因素，图2是某一薄壁零件在加工的过程中，其不同的进给量对残余应力的影响折线图。

由图2可以看出，随着进给量的增加，零件的加工变形增大了。

其原因为随着进给量的增大，切削面积增大，单位时间内的金属去除量增加，消耗的切削功增大，从而使变形力增大，摩擦力增大，进而切削力也随之增大，使得零件的变形增大。

薄壁零件的变形分析和加工精度控制陈怀发①②;卢军①（①陕西科技大学，西安710021；②西北工业学校，兴平713100）摘要:在机械制造业中，随着加工技术水平的不断提高，很多复杂的零件被制造出来，并且其工艺性很强。

薄壁零件车削加工中热变形分析及对策薄壁零件是现代机械加工中常用的一种零件，但在加工过程中容易产生热变形问题，使产品质量得不到保证。

因此，对薄壁零件车削加工中的热变形问题进行分析和探讨，是非常必要的。

薄壁零件车削加工的热变形问题主要具体表现为两方面，一是由于车削时的热量不断积累，导致零件表面以及刀具受到热膨胀的影响，进而导致薄壁零件的形状产生微小的变化，影响加工质量;二是由于材料自身的热膨胀系数不同，在车削加工过程中产生的温度梯度也不同，从而引起了材料本身的完整性损失和变形，使其不利于高精度加工。

解决这一问题的主要方法有如下几点：1. 合理控制切削参数、降低切削温度。

合理的切削参数选择和降低切削温度是避免产生热变形的关键。

必须根据不同的零件材料特性选择适当的切削速度、进给量和切削深度，以控制加工过程中的切削温度。

同时，使用润滑剂可以有效的降低热补偿，从而改善薄壁零件加工质量。

2. 改变切削方式，减少材料损伤。

薄壁零件的切削方式有室温切削和热切削两种，其中热切削可以减少材料的损伤，产生更少的变形。

采用热切削的方法，可将零件加热到一定温度后，在给定的温度范围内进行切削加工，切削时可以通过改变刀具角度等多种手段，降低热膨胀对薄壁零件造成的影响。

3. 增加附件的支撑，控制变形。

加强薄壁零件的支撑是预防零件变形的常用方法之一。

我们可以在加工过程中采用夹具、圆盘或者膜压等方法对零件进行支撑，以增加刚度和削减变形。

4. 进行热处理，提升材料性能。

进行热处理是解决薄壁零件因材料热膨胀差异而产生变形问题的重要手段。

通过合理的热处理，可以改善材料的结晶状态，提升其材料品质，降低切削过程中的变形问题。

总之，在薄壁零件车削加工中，应根据产品的特性，分析其所处的加工热环境，采取合适的加工工艺，控制好切削参数，增加工件的支撑，进行热处理等措施，以达到生产高品质薄壁零件的目的。

薄壁结构变形特性分析与优化设计【引言】薄壁结构是一种结构形式，其特征是在相对较薄的壁厚下具有较大的刚度和强度。

在各种工程应用中得到了广泛应用，例如建筑、汽车、航空航天等领域。

本文将对薄壁结构的变形特性进行分析，并探讨如何优化设计。

【一、薄壁结构的定义与分类】薄壁结构是指在一个平面范围内，各个方向上的长度大致相等，但在垂直于该平面的方向上，长度远远小于其它方向的结构形式。

薄壁结构可分为板壳结构和薄筋结构两大类。

板壳结构具有平面内的强度和刚度，而薄筋结构则以其对弯曲扭转的贡献而闻名。

【二、薄壁结构的变形机理】在应力和力学平衡的作用下，薄壁结构会出现各种形式的变形。

首先是弯曲变形，当外力作用在结构上时，会引起结构产生中轴面的弯曲。

其次是切割变形，沿结构的边缘发生切割时，结构会发生相应的变形。

另外，薄壁结构还会出现扭转变形、屈曲变形等。

【三、薄壁结构变形特性分析】1. 弯曲变形特性：弯曲变形是薄壁结构最为常见的一种变形形式。

通过对应力分析，可以发现弯曲变形与结构的几何形状、材料性质、荷载作用位置等因素密切相关。

通常可以通过增加材料的强度和厚度来抑制弯曲变形。

2. 切割变形特性：切割变形是薄壁结构在裁剪或加工过程中产生的变形，对于薄壁结构来说，这种变形是无法避免的。

针对切割变形，可以采取合适的工艺控制和增加结构强度来减小或消除切割变形。

3. 扭转变形特性：扭转变形是由外力作用在结构上而引起的，主要产生在薄筋结构中。

扭转变形会引起结构的非对称变形，因此在设计过程中需要考虑结构的稳定性和刚度。

4. 屈曲变形特性：在一些特殊工况下，薄壁结构会出现屈曲变形，这导致结构整体失去稳定性。

为了避免屈曲变形，可以采用增加结构的刚度和强度的方法。

【四、薄壁结构设计优化】1. 材料选择与优化：在设计薄壁结构时，需要选择适合的材料，具有良好的强度和刚度，并且能抵抗变形。

通过采用不同的材料和材料厚度，可以有效地优化结构的性能。

2. 结构几何形状优化：通过优化结构的几何形状，可以降低结构的变形程度。

薄壁零件装夹变形原因及控制精密薄壁零件是目前制造业发展的一个重要方向,薄壁零件的装夹是其生产制造中的一个重要环节,但由于工艺不合理,对薄壁零件认识不够等因素造成的装夹变形时有发生。

该文分析了薄壁零件装夹变形的产生原因,并提出了一些控制对策。

薄壁零件,装夹变形,原因,对策薄壁零件的加工变形,一直是机械加工制造业的一个难题,很多国内外学者都对薄壁零件的加工变形问题进行了分析了研究,使得薄壁零件的加工技术有了一定的突破。

实际工作中,要想通过合理的对策解决薄壁零件的加工变形问题,就要首先认清产生变形的原因。

1.薄壁零件装夹变形的成因及区分薄壁零件出现变形有很多的原因,在设计零件的过程中,不仅要考虑零件设计结构的工艺性,还要提高零件结构的刚性,防止在加工中出现变形,尽可能保证零件结构对称、薄壁厚度均匀,选择毛坯时,最好选择没有内应力的原材料。

在制造系统中,零件加工变形的主要因素有,工件的装夹条件。

由于薄壁零件的刚性比较差,加工时不恰当的选择央紧力与支承力的作用点,导致附加应力,夹、1压的弹性变形会一定程度上影响零件表面的尺寸精度和形状、位置精度,导致变形。

加工残余应力。

在零件加工过程中,由于刀具对已加工面的挤压、刀具前刀面与切屑、后刀面与已加工表面之间的摩擦等综合作用,导致零件表层内部出现新的加工残余应力。

由于不稳定的残余应力的存在,一旦零件受到外力作用,零件就会在外力与残余应力的作用下产生局部塑性变形,重新分配截面内的应力,去除外力作用后,零件就会受到内部残余应力的作用出现变形。

这种由于切削过程中残余应力的重新分布,造成的零件的变形,会严重影响加工质量。

切削力和切削热、切削振动。

为了避免被加工材料产生弹性变形、塑性变形以及刀具与切屑和工件之间的摩擦,切削过程会产生切削力和切削热,在两者作用下,很容易导致零件振动和变形,进而影响零件的质量。

另外,造成零件变形的影响因素还有机床、工装的刚度,切削刀具及其角度、切削参数和零件冷却散热情况等。

0引言薄壁零件在设备中的应用都是在核心部位，其质量以及性能的会关系到设备的应用效果。

再加上薄壁零件在加工制作的过程中需要对其外壁进行不断的打磨，以使其达到薄壁的要求，但这就导致了资源的浪费，这与我们现代社会提倡的“绿色生产”相违背。

为了相应这一号召，就必须对生产的工艺以及过程进行分析，探究新的技术，实现薄壁零件的最优生产。

1薄壁零件的介绍薄壁零件顾名思义就是零件的壁厚较薄，一般为轮廓尺寸的二十分之一。

最重要的是其有强度高、承载性强等优点，受到了很多行业的追捧。

在航天产品以及汽车制造工业中，其具体的特点有以下几点，一是结构复杂，在很多的大型产品中应用，为了减轻产品整体的重量，会增加很多的复杂设计，因此故意忽略了装夹定位，导致零件结构复杂。

二是壁薄，尤其是对于一些精密产品来说，需要零件的壁更薄，并且不适合集中粗放生产，这就相应的增加了零件的生产时间，进而使得提高了制造成本。

三是精准度高，薄壁零件要适应设备的制造的需求，就必须提高自身的精确度，为此从毛坯加工到成品需要多道工序，而且在加工的过程中极易出现变形的情况，甚至会导致零件报废。

这增加了制造企业的经济负担，延误了买家的使用也对零件生产企业的形象造成了破坏。

四是制作材料多，为了使用不同产品生产的需求，薄壁零件在加工的过程中会应用到多种材料，例如塑料、钛合金等等，不同的原材料对工业的需求也有差别。

2薄壁零件的加工变形原因2.1残余应力因素薄壁零件中的残余应力是有两个方面组成的，一部分是毛坯残余应力，另一部分是加工过程中的残余应力。

例如在钛合金加工的过程中需要加热使得材料软化，导致了残余应力的产生，应力的释放会造成零件的变形，进而影响零件的质量。

2.2工件装夹因素为了应对加工的过程中零件出现的位移现象，技术人员会利用工件装夹对零件进行固定。

但是工件装夹产生的力也会对零件生产的精准度造成一定的影响。

因此，技术人员在设定工件装夹是要将其松紧调整到最优的模式。

薄壁零件车削加工中热变形分析及对策1. 引言1.1 背景介绍薄壁零件是指壁厚较薄的零件，常见于航空航天、汽车、电子等领域。

由于薄壁结构具有重量轻、成本低、散热性能好等优点，因此在工程中得到了广泛的应用。

而薄壁零件的加工过程中，车削是一种常见且重要的加工方法。

在薄壁零件车削加工过程中，由于切削热量的作用，零件会发生热变形现象。

热变形会导致零件尺寸精度下降、形状失配、甚至出现裂纹等质量问题，影响零件的使用性能和寿命。

研究薄壁零件车削加工中的热变形分析及对策，具有重要的意义和价值。

本文旨在通过对薄壁零件车削加工中热变形机理的分析，探讨热变形对零件质量的影响，总结薄壁零件车削加工中存在的问题，并提出相应的对策，旨在提高零件加工质量和效率，为相关领域的工程实践提供理论依据和技术指导。

【2000字】1.2 研究意义薄壁零件在工程领域中具有广泛的应用，但是在车削加工过程中往往会受到热变形的影响。

热变形是由于切削热量引起的材料温度升高，导致零件发生形状和尺寸的变化。

热变形会直接影响零件的加工精度和表面质量，降低零件的使用性能，甚至对整个产品的质量产生影响。

研究薄壁零件车削加工中的热变形问题具有重要的意义。

可以为解决薄壁零件加工中的质量问题提供理论支持和技术指导。

可以提高薄壁零件的加工效率和成品率，降低生产成本，提高企业的经济效益。

研究薄壁零件车削加工中的热变形问题还可以促进机械加工技术的进步，拓展相关理论研究领域，为相关行业的发展和进步提供新的思路和方法。

研究薄壁零件车削加工中的热变形问题具有重要的理论和实践意义，对于提高产品质量、促进技术创新和推动产业发展具有重要的作用。

相信通过本文的研究和探讨，可以为相关领域的研究和实践工作提供一定的参考和借鉴。

1.3 研究目的本文旨在深入探讨薄壁零件车削加工中存在的热变形问题，并通过分析研究热变形的机理，探讨热变形对零件质量的影响。

通过研究不同刀具和切削参数的选择对薄壁零件车削加工中热变形的影响，提出选用合适刀具和切削参数的对策，以减少热变形带来的负面影响。

薄壁套零件的加工变形分析和工艺改进张朝杰;张海霞【摘要】Focusing on the problem that the thin-wall ring sets will be out of shape after finish turning, We did a lot of research and experiments from three aspects of manufacturing process, ways of clamping and the hardness improvement of heat treatment, Effectively prevented the deformation phenomena after the thin-wall ring sets is turned precisely.%针对薄壁套零件精车后变形问题,通过大量的研究和试验,从加工工艺、夹持方式、调质硬度个方面进行了改善,有效地解决了薄壁套零件精车后变形的问题.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】3页(P7-9)【关键词】薄壁套;精车;夹持;热处理【作者】张朝杰;张海霞【作者单位】郑州四维机电设备制造有限公司,河南郑州450001;郑州四维机电设备制造有限公司,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TG51液压支架是煤矿综合采煤设备系列中的支护设备,其主要作用是为采煤机、刮板输送机及采矿工人提供安全的工作空间。

液压支架立柱及千斤顶是其重要组成部分,其中的导向套、挡套、支撑环、卡环等是立柱及千斤顶中的关键零部件。

其作用主要是为活柱和活塞杆导向及连接活柱、活塞杆与缸体,这些零件大多是壁薄、径向刚度较小的一类零件,也就是薄壁套零件。

这类零件加工起来极易变形,从而形成废品,为此对薄壁套零件的加工工艺进行了大量的研究和实践,以期降低损失率、提高效率。

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。