【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 給精度 。 2022/2/17 四 、 夾具的制造誤差與磨損 夾具的誤差包括： 夾具設(shè)計(jì)時(shí) ， 精加工夾具：取工件公差的1/2— 1/3， 粗加工夾具：取工件公差的 1/5—1/10 五 、 刀具的制造誤差與磨損 刀具的種類(lèi) （ 1） 定尺寸刀具 —— 鉆頭 ， 絞刀等 2022/2/17 （ 2）成形刀具 —— 成形車(chē)刀，成形銑刀等（刀刃與加工形狀一致） （ 3）展成刀具 —— 滾齒刀，插齒刀等。 （ 4）一般刀具 —— 刀具的進(jìn)合精度控制工件尺寸或形狀 刀具誤差種類(lèi)： （ 1） 制造誤差 —— 前三種刀具的制造誤差產(chǎn)生加工誤差 。 （ 2） 磨損及磨損曲線(xiàn) （ 圖 3－ 27） 2022/2/17 2022/2/17 第三節(jié)工藝系統(tǒng)的受力變形對(duì)加工精度的影響 一 、 基本概念 工藝系統(tǒng)受力：切削力 、 夾緊力 、 傳動(dòng)力 、 重力 、 慣性力等 。 工藝系統(tǒng)受力變形： 例：車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸時(shí) ,工件的彎曲變形；磨小孔 ，磨頭細(xì)長(zhǎng)刀軸彎曲變形等 。 （ 圖 3－ 28） 2022/2/17 2022/2/17 工藝系統(tǒng)的剛度： 靜剛度：工藝系統(tǒng)法向受力 Fy ， 與在 Fy作用下刀具相對(duì)于工件在該方向的位移 y的比值 , 即： 動(dòng)剛度：工藝系統(tǒng)在變載荷的作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。（包括：固有頻率、共振頻率、振幅，相位角等。） )/( mmNyFk y?2022/2/17 二 、 工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算 工藝系統(tǒng)變形： 工藝系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)的剛度 ； ； ； 工藝系統(tǒng)總剛度： )/( mmNyFk y?jcyjc yFk ?jjyjj yFk ?dyd yFk ?gyg yFk ?gdjjcj kkkkk11111????2022/2/17 1． 工件剛度 、 刀具剛度計(jì)算 由力學(xué)公式計(jì)算 例如： （ 1） 支承在兩頂尖的軸 —— 力學(xué)模型為簡(jiǎn)支梁 。 23m a x2248)2(48)(.3lEIklxEIlFylxxlEIFyyy???????工工工當(dāng)2022/2/17 （ 2） 在機(jī)床卡盤(pán)上裝夾的棒料 —— 懸臂梁 。 2． 機(jī)床剛度 、 夾具剛度 （ ） 機(jī)床和夾具的剛度計(jì)算值與實(shí)際值出入較大 ， 一般用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定 。 3333lEIkEIlFyy??工工jjjc yy 、2022/2/17 例如：車(chē)床刀架部件剛度 。 測(cè)得： K刀架 ≈ 103（ N/mm） 按力學(xué)公式計(jì)算相當(dāng)于 30 30 200mm（ 長(zhǎng) 寬 高 ） 的鑄鐵件的剛度 。 刀架實(shí)際尺寸為：僅方刀架 200 200 200mm （ 從刀架往下到床鞍尺寸逐漸增大 ） 即：實(shí)測(cè)剛度比力學(xué)公式計(jì)算值小許多 。 2022/2/17 三 ． 工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響 （ 一 ） 當(dāng)?shù)断髁ψ饔命c(diǎn)位置變化時(shí)的影響 （ 力的作用點(diǎn)沿軸向移動(dòng) ） 1． 機(jī)床的變形 假定： （ 1） 工件為剛體 ， 忽略變形 。 （ 2） 刀具為剛體 ， 忽略變形 （ 3） 切削力大小不變 。 車(chē)床的變形由頭架 ， 尾座 ， 刀架三個(gè)部件的變 形組成 。 圖 3－ 29 2022/2/17 機(jī)床總變形 LXyLXLyLXyyyxyywztjtjwztjtjx.))(()(?????????djxjc yyy ??機(jī)床總變形：2022/2/17 其中 LXyLXLyLXyyyxyywztjtjwztjtjx.))(()(?????????)(LXLkFkFytjytjAtj???LXkFkFywzywzBwz ???djydj kFy ?2022/2/17 分析工藝系統(tǒng)剛度的變化 （ 隨切削力作用點(diǎn)而變化 。 ） 特征點(diǎn)： )(1)(1)(1 22xykLXkLXLkFY jcdjwztjyjc ??????????????)11()14141(2)11(0djwzyjcdjwztjyjcdjtjyjckkFylxkkkFylxkkFyx??????????2022/2/17 通常有： 剛度引起的加工誤差使工件形狀呈鞍型 。 tjdjtjwz kkkk ＜＜)11(:)(,0)(m i nm i ndjwztjyjcjcwztjwzjckkkFyyLkkkxxy???????? 處有時(shí)2022/2/17 加工誤差對(duì)工件形狀誤差：變形大 ， 切削下 金屬層薄 ， 工件直徑大 ， 變形小 ， 切削下金屬 層厚 ， 工件直徑小 ， 工件呈鞍型 （ 圖 330） 工件產(chǎn)生形狀誤差為圓柱度誤差 。 根據(jù)形狀公差定義： （ 原因：兩頂尖支承處 ， 機(jī)床剛度不足 ） m i nm a x RR ??圓柱度?2022/2/17 2． 工件的變形 —— （ 細(xì)長(zhǎng)軸 ） 或剛度不足等 。 工件呈鼓形 （ 圖 328a） 。 EILFyxylxyxLxxLEIFyygggyg48,210,0,0)(33m ax22????????2022/2/17 工藝系統(tǒng)總變形 變形的線(xiàn)性疊加 ???????? ????????E ILxxLklxklxLkFyyydjwztjygjc 3)(1)(1)(1 2222E I LxxLkLxkLxLkyyFkdjwztjgjcy3)(1)(1)(112222 ?????????2022/2/17 工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算： ① 實(shí)驗(yàn)測(cè)定：頭架 、 尾架和刀架三個(gè)部件的剛度 ② 力學(xué)公式計(jì)算：工件剛度 ③ 代入工藝系統(tǒng)剛度 ， 求出 x點(diǎn)的剛度 。 根據(jù)系統(tǒng)剛度公式及切削力 Fy， 可計(jì)算出工件 的半徑變化 ， 即加工誤差 。 工藝系統(tǒng)剛度隨受力點(diǎn)位置變化而變化的例子 : ① 刀架在橫梁上移動(dòng)類(lèi)：立式車(chē)床 、 龍門(mén)刨床等 。 ② 刀具主軸伸縮類(lèi)：鏜床 ， 鏜模 ， 平磨等 。 2022/2/17 （ 二 ） 切削力大小變化時(shí)引起的加工誤差 (Fy—— 徑向的削分力大小變化 ) 由于在同一截面內(nèi)存在余量變化 ， 材料硬度不均等而產(chǎn)生 Fy變化 。 設(shè)：工藝流系統(tǒng)剛度 k不變 ， Fy變化 →y變化 ，產(chǎn)生加工誤差 。 （ 圖 3－ 31） 橢圓毛坯： 橢圓工件： 誤差復(fù)映： —— 誤差復(fù)映系數(shù) 。 21 ppm aa ???21 yyg ???mg????2022/2/17 , 2211kFykFy yy ??yFyFyFynfxpFy HBfaCF )(?時(shí)＝，＝設(shè) 1)(yFyFyFyFyxCHBfaC nfxpFpy aCF ??mppppgkCaakCkCakCayy?????????)(212121kC?? ?2022/2/17 討論： 1） ε是小于的正數(shù) ， ε越小 ， 加工誤差越小 。 k↑→ε↓； C↓→ε↓ 2 ） 毛坯的各種形狀誤差 ， 一次走刀加工后 ， 都按一定的 ε產(chǎn)生加工誤差 。 （ 例階梯形狀誤 差 、 橢圓形狀誤差等 ） 。 每次起產(chǎn)生 ε ε2…… 3)多次走刀加工后 ε總 =ε1ε2ε3…… △ g=△ m、 ε總 ， 多次走刀加工后 ， 工件誤差逐漸變小 。 2022/2/17 （ 三 ） 夾緊力 、 重力引起的加工誤差 例如：加工薄壁套筒的孔 ， 夾緊 變形 ， 加工后變形恢復(fù) ， 孔出現(xiàn)形狀誤差 。 （ 圖 332 措施：均勻夾緊 （ 夾緊套 ， 專(zhuān)用卡爪等 ） 例如：平面糜床加工薄片零件 。 （ 圖 333） 例如：夾緊位置不當(dāng)產(chǎn)生的誤差 。 （ 圖 334） 例如：機(jī)床部件自重 、 工件自重產(chǎn)生的誤差 。（ 圖 33 36） （ 四 ） 傳動(dòng)力和慣性力對(duì)加工精度的影響 （ 略 ） 2022/2/17 2022/2/17 2022/2/17 2022/2/17 四 、 機(jī)床部件剛度 （ 一 ） 機(jī)床部件剛度的測(cè)定 1． 靜態(tài)測(cè)定法 對(duì)機(jī)床施加靜截序 ， 根據(jù)力的不同及變形不同 ，計(jì)算出機(jī)床各部件剛度 。 車(chē)床靜剛度特性曲線(xiàn) （ 圖 338） 分析： 1） 呈非線(xiàn)性變化 2） 加載與卸載曲線(xiàn)不重合 3）卸載曲線(xiàn)不回到厚點(diǎn)。 平均剛度 : m a xm a xyFk y＝平均2022/2/17 2022/2/17 2． 工作狀態(tài)測(cè)定法 。 比靜態(tài)法測(cè)定接近實(shí)際情況 利用誤差復(fù)映系數(shù)規(guī)律 假定：工件為剛體變形忽略 ， 刀具變形忽略 試件：三個(gè)臺(tái)階的剛性軸 。 △ m=臺(tái)階尺寸 △ g =加工后測(cè)量加工誤差 圖 339中 ， △ m =H1－ H2， △ g =h1－ h2 分別有 ε1（ 前頂尖處 ） ， ε2（ 中