【正文】 LJx??0022?dxJd j jJdwtjJJJJ 11 1m a x???代入式（ 34）得： 當車刀位于床頭時， 當車刀位于尾架時， 令 ，可得剛度的極限在 處， 又因 ，即 有最大值： 以 0 ? dx J d j 圖 剛度變化造成工件誤差 1－理想的工件形狀 2－車出的工件形狀 （２）影響機床剛度的主要因素： （ 圖 23） 圖 23 機床部件剛度的薄弱環(huán)節(jié) a) 溜板中的楔鐵 b) 軸承套 （１）工件在兩頂尖間加工 （２）工件在卡盤中加工 （３）工件裝在卡盤上并用后頂尖支承 ?減小變形措施： 、跟刀架（ 如圖 ）。 ，夾緊力均勻分布。 圖 中心架的應用 圖 跟刀架的應用 ，用鏜套支承進行導向；鉆孔時，用鉆套導向。 多種情況下，刀具的剛度對工件精度無顯著影響，但鏜小直孔、鉆小而深的孔等影響較大。 ?減小變形的措施： 圖 鏜床上鏜孔 sy — 刀具變形 即 jjdjgjs yyyyy ????gyjydjyjjydjygyjysyJFJFJFJFJF ????式中 — 工藝系統(tǒng)變形 — 機床變形 — 夾具變形 jjdjgjs JJJJJ11111 ????— 工件變形 jjy式中 1.][ ?mmNJ 為— 剛度， 則： w 1.][ ?Nmw ?為— 柔度， Jjjdjgjs ww ????Jw1000?令剛度的倒數(shù)為柔度 ，即 w ?在車床上加工短圓柱 毛坯誤差： 圖 24 誤差復映現(xiàn)象 ap1 y1 a p2 y 2 毛坯外形 工件外形 21 PPm aa ???工件誤差： sysyw JFJFyy 2121 ????? （ 312） 2yy21 yy、FF, faCFFF pFzzyz?? ?)( 2121 faCfaCJJFJFw PFPFsszszzz ????????mfCJaafCJ zz FsPPFs??? )( 21 ??1/ ????? fCJmw Fzs??n????? ??? 321 ..總— 背吃刀量 為 時工件法向切削分力 — 背吃刀量 為 根據(jù)切削原理， = 復映系數(shù)： 幾次走刀，總復映系數(shù)為： 式中 ： 2 1 P P 、 a a 2 1 P P 、 a a 時工藝系統(tǒng)的彈性壓移 ? 增加走刀次數(shù) ,可減小誤差復映 ,提高加工精度 ,但生產率降低了。 ? 提高工藝系統(tǒng)剛度，對減小誤差復映系數(shù)具有重要意義。 ? 毛坯的各種形狀誤差（圓度、圓柱度、同軸度、平面度等）都會以一定的復映系數(shù)，復映成工件的加工誤差。 ? 毛坯材料的不均勻， HB有變化，同樣會引起力的變化，產生加工誤差，分析方法同誤差復映規(guī)律。 四、工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差 （一）概 述 工藝系統(tǒng)在各種熱源作用下，會產生相應的熱變形，從而破壞工件與刀具間正確的相對位置，造成加工誤差。 據(jù)統(tǒng)計，由于熱變形引起的加工誤差約占總加工誤差的40%~70%。工藝系統(tǒng)的熱變形不僅嚴重地影響加工精度，而且還影響加工效率的提高。 實現(xiàn)數(shù)控加工后，加工誤差不能再由人工進行補償，全靠機床自動控制，因此熱變形的影響就顯得特別重要。 工藝系統(tǒng)熱變形的問題已成為機械加工技術發(fā)展的一個重大研究課題。 1. 工藝系統(tǒng)的熱源 ?電機、軸承、齒輪、油泵等 ?工件、刀具、切屑、切削液 ?氣溫、室溫變化、熱、冷風等 熱源 切削熱 摩擦熱 外部熱源 內部熱源 環(huán)境溫度 熱輻射 ?日光、照明、暖氣、體溫等 2. 工藝系統(tǒng)的熱平衡 工藝系統(tǒng)受各種熱源的影響，其溫度會逐漸升高。同時，它們也通過各種傳熱方式向周圍散發(fā)熱量。 熱 平 衡 ? 當單位時間內傳入和散發(fā)的熱量相等時，工藝系統(tǒng)達到了熱平衡狀態(tài)。 ? 而工藝系統(tǒng)的熱變形也就達到某種程度的穩(wěn)定。 機床在開始工作的一段時間內，其溫度場處于不穩(wěn)定狀態(tài)，其精度也是很不穩(wěn)定的，工作一定時間后，溫度才逐漸趨于穩(wěn)定，其精度也比較穩(wěn)定。 因此， 精密加工應在熱平衡狀態(tài)下進行。 ?在生產中，必須注意 : （二）機床熱變形對加工精度的影響 機床熱變形會使機床的靜態(tài)幾何精度發(fā)生變化而影響加工精度，其中主軸部件、床身、導軌、立柱、工作臺等部件的熱變形，對加工精度影響最大。 各類機床其結構、工作條件及熱源形式均不相同，因此機床各部件的溫升和熱變形情況是不一樣的。 1. 車、銑、鉆、鏜類機床 主軸箱中的齒輪、 軸承摩擦發(fā)熱、 潤滑油發(fā)熱。 、牛頭刨床、立式車床類機床 導軌副的摩擦熱 種 磨 床 砂輪主軸軸承的發(fā)熱和液壓系統(tǒng)的發(fā)熱 運轉時間 / h 0 1 2 3 4 50 150 100 200 位移 /μm 20 40 60 80 溫升 / ℃ ΔY ΔX 前軸承溫升 圖 車床受熱變形 a） 車床受熱變形形態(tài) b） 溫升與變形曲線 車床熱變形 ? 立銑 （ 圖 a） 圖 立式銑床、外圓磨床、導軌磨床受熱變形 a）銑床受熱變形形態(tài) b）外圓磨床受熱變形形態(tài) c）導軌磨床受熱變形形態(tài) ? 外圓磨 （ 圖 b） ? 導軌磨 （ 圖 c） 其他機床熱變形 （ 1）減少發(fā)熱，隔熱，如電動機、齒輪箱、液壓裝置等熱源盡量從主機中分離出去，不能分離的熱源如主軸軸承、高速運動導軌副、絲桿副等部件應從結構和潤滑等方面改變其摩擦特性。發(fā)熱部件和機床大件間用隔熱材料隔開。 （ 2）加強散熱 （ 3）熱平衡 ?減小機床熱變形的措施： （三）工件熱變形對加工精度的影響 1. 工件均勻受熱 對于一些形狀簡單、對稱的零件，如軸、套筒等，加工時（如車削、磨削）切削熱能較均勻地傳入工件，工件熱變形量可按下式估算： △ L=αL△ t 式中 α—— 工件材料的線膨脹系數(shù)； L—— 工件在熱變形方向的尺寸，單位為 mm； △ t—— 工件溫升，單位為 ℃ 。 車削，工件的切削熱不到 10%；鉆孔，工件的切削熱占 50%以上；磨削，磨削熱（ 84%左右）傳入工件。 ?熱主要來自切削區(qū)域 例如：在磨削 400mm長的絲杠螺紋時，每磨一次溫度升高 1℃ ，則被磨絲杠將伸長 △ L= 105 400 1= 而 5級絲杠的螺距累積誤差在 400mm長度上不允許超過 5μm 左右。 因此，熱變形對工件加工精度影響很大。 2. 工件不均勻受熱 在刨削、銑削、磨削加工平面時，工件單面受熱，上下平面間產生溫差，導致工件向上凸起，凸起部分被工具切去，加工完畢冷卻后，加工表面就產生了中凹，造成了幾何形狀誤差。 減少切削熱、縮短對工件的熱作用時間以及改善散熱條件等。 采用銳利刀具和砂輪可以減少切削熱 ； 提高切削速度可縮短對工件的熱作用時間 ； 切削區(qū)給以充分的冷卻液，加快散熱，不能用冷卻液的場合，用冷風幫助散熱。 ?減少工件熱變形的措施 （四）刀具熱變形對加工精度的影響 刀具熱變形主要是由切削熱引起的 。 切削加工時雖然大部分切削熱被切屑帶走 ， 傳入刀具的熱量并不多 ， 但由于刀具體積小 ， 熱容量小 ， 導致刀具切削部分的溫升急劇升高 ， 刀具熱變形對加工精度的影響比較顯著 。 圖 26 車刀熱變形曲線 τ 1 — 刀具加熱至熱平衡時間 τ 2 — 刀具冷卻至熱平衡時間 τ 0 — 刀具間斷切削至熱平衡時間 圖示為車削時車刀的熱變形與切削時間的關系曲線。 曲線 A —— 車刀連續(xù)工作時的熱伸長曲線； 曲線 B —— 切削停止后，車刀溫度下降曲線； 曲線 C —— 間斷切削 時 的熱 伸長曲線 。 （五）減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑 1．減少發(fā)熱和隔離熱源 分離熱源、采用隔熱措施，改善摩擦條件，減少熱量產生，如 圖27所示。采用冷卻法，吸收熱源熱量，控制機床溫升和熱變形