​机架加工后变形是常见问题，不仅影响设备装配精度，还可能导致结构强度下降。变形主要源于材料内应力释放、加工工艺不合理、冷却不均等因素。以下是防止加工后变形的关键措施，涵盖加工全流程：
一、原材料预处理：消除内应力
原材料（尤其是铸件、焊接件、板材）在制造过程中会产生内应力，加工时应力释放易导致变形，需提前处理：
铸件时效处理
对铸铁、铸钢等铸件，采用自然时效（存放 6-12 个月，让内应力缓慢释放）或人工时效（加热至 200-300℃，保温数小时后缓慢冷却），减少铸造应力。例如机床床身铸件，必须经过时效处理才能进入加工环节。
焊接件去应力处理
焊接过程中局部高温会产生焊接应力，可通过振动时效（用振动设备对焊接件施加低频振动，促使应力释放）或退火处理（加热至 600-650℃，保温后随炉冷却）消除应力。对于大型框架式机架，焊接后需立即进行去应力处理，再进行切削加工。
板材校平
热轧钢板可能存在弯曲、翘曲，加工前用校平机通过辊压矫正，或采用火焰局部加热后冷却的方式消除内应力，保证板材平整度。
二、加工工艺优化：减少应力产生
合理安排加工顺序：粗加工→半精加工→精加工
粗加工：快速去除大部分余量（留 1-5mm 精加工余量），此时材料内应力集中释放，变形主要发生在粗加工阶段。
中间时效：粗加工后对工件进行二次时效处理（如人工时效），进一步消除加工产生的新应力，避免精加工后变形。
精加工：在应力稳定后进行，保证最终尺寸精度。例如大型机架的导轨面，需先粗铣→时效→精铣→磨削，逐步控制变形。
对称加工与均衡切削
避免单侧或局部过量切削（如单边铣削深槽），采用对称切削（如双侧同时铣平面、对称钻孔），使工件受力均匀，减少因单边应力过大导致的弯曲。
对于细长件（如机架立柱），加工时采用跟刀架或中心架支撑，避免切削力导致的挠度变形。
控制切削参数
降低切削速度（如铣削速度从 100m/min 降至 60-80m/min）、减小进给量，减少切削热和切削力，避免材料因热变形或受力变形。
选用锋利刀具（如涂层硬质合金刀具），减少刀具与工件的摩擦，降低加工应力。
三、装夹方式：避免强制变形
装夹不当会导致工件在加工时产生弹性变形，卸下夹具后回弹，造成尺寸偏差：
增加支撑点，分散夹紧力
对大面积平板类机架，采用多点支撑（如在工作台面垫等高垫块），避免单点或两点支撑导致的工件翘曲；夹紧时用均匀分布的压板，避免局部过紧。
示例：加工机架底板时，在板下方每隔 300-500mm 垫一个垫块，确保板平面与工作台贴合，再用对称的压板轻压，防止装夹变形。
采用 “过定位” 辅助支撑
对刚性较差的薄壁结构（如箱式机架的侧板），加工时在内部增加临时支撑（如焊接辅助筋板，加工后去除），增强工件刚性，减少切削时的振动和变形。
避免 “死夹”，预留变形空间
夹紧力以 “工件不滑动” 为原则，避免过度夹紧导致塑性变形。例如加工长条形机架时，一端用固定夹具，另一端用 “浮动支撑”，允许工件因温度变化产生微量伸缩。
四、冷却与温度控制：减少热变形
金属材料热胀冷缩明显，加工时切削热或环境温差会导致变形：
充分冷却
切削过程中持续喷射切削液（乳化液、切削油），带走切削热，避免工件局部升温（如铣削时温度超过 50℃可能导致微量变形）。
对高精度零件（如机架的定位孔），采用油雾冷却，提高冷却效率，减少热影响。
控制环境温度
高精度机架加工需在恒温车间（温度控制在 20±1℃）进行，避免因环境温度波动（如昼夜温差、阳光直射）导致工件热变形。
加工前将工件在车间内放置 24 小时以上，使其温度与环境一致（“等温处理”）。
五、结构设计优化：从源头减少变形风险
合理的结构设计可降低加工后变形概率，设计时需注意：
增加刚性，避免薄壁、细长结构
机架关键部位（如承重梁、安装面）增加厚度或设置加强筋（如 T 型筋、十字筋），提高整体刚性，减少加工后因自重或受力产生的变形。
示例：对比相同材料的平板与带筋板，带筋板的挠度可降低 50% 以上。
简化结构，减少复杂曲面
避免设计深槽、异形孔等难以加工的结构，减少局部切削量过大导致的应力集中。例如将封闭箱体改为带观察孔的半封闭结构，便于加工时散热和应力释放。
对称结构设计
机架整体采用对称布局（如左右对称的立柱、上下对称的横梁），使加工时受力和散热均匀，降低单侧变形风险。
六、加工后处理：稳定尺寸精度
时效处理
精加工后对重要机架进行低温时效（120-180℃，保温 4-8 小时），进一步消除加工残留应力，稳定尺寸。例如精密机床机架，需经过 3-4 次时效处理。
自然放置与检测
加工完成后将机架在常温下放置 24-48 小时，待应力完全释放后再进行最终检测和调整，避免交付后出现迟发性变形。
表面处理时机
电镀、喷漆等表面处理可能因温度变化导致变形，需在所有机械加工完成后进行，且表面处理后需再次检测关键尺寸。