ワークが変形する主な原因は次のとおりです。
熱変形
1. 工具の熱変形
切削熱により刃と本体が加熱され、カッターヘッドが変形・伸び、ワークの大きさが変化します。 カッターヘッドの伸びは、カッターヘッドの深さの長さ、セクションのサイズ、刃の厚さ、および刃の鋭さに関連しています。 カッターヘッドの深さが大きいほど、伸びが大きくなります。 カッターバーの断面は伸びに反比例します。 刃が厚いほど、伸びは小さくなります。
2. 工作機械の熱変形
切削熱と工作機械部品との摩擦によって発生する熱により、工作機械の一部が加熱されて変形します。 例えば、旋盤の主軸箱が変形すると、主軸中心が高くなり、水平方向に変位します。
3. ワークの熱変形
切削熱によりワークが熱くなるため、温度が上昇します。 ワークの加熱には、バランス加熱とアンバランス加熱の2種類があります。 平衡加熱はワークピースのサイズを変更しますが、形状は変わりません。 加熱ムラが発生すると、ワークの大きさだけでなく形状も変化します。
内部応力による変形
外部コンプライアンスのない部分に応力がある場合、内部応力は互いに釣り合っているため、外部表面に変化はありません。 内部応力がほぼ破壊限界に達することもありますが、外観上は内部応力のない部品と変わりません。
生産における内部応力の原因には、次の側面が含まれます。
1.鋳物の内部応力
金属の液体が金型に注がれた後、凝固および冷却中に体積が収縮します。 収縮中は金型にブロックされたり、冷却中の鋳物の各部分の温度差により、各部分が伸びたり圧縮されたりして内部応力が発生します。
2. 鍛造品、熱処理部品の内部応力
鍛造品および熱処理部品の内部応力は、主に熱間加工中の不均一な冷却によって引き起こされます。 熱間加工における内部応力の根源は、自己塑性状態から弾性状態への材料の変化と、温度差のさまざまな理由です。
3. 冷間加工における内部応力
冷間加工では、ワークの表面が硬化し、表層の金属に内部応力が現れます。 応力層が切断されると、応力が再分散され、バー、シート、およびディスクが変形します。