機械加工精度ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-06-01 00:09 本頁面
【文章內容簡介】 起的加工誤差 1機床不變形的理想情況 2考慮主軸箱、尾座變形的情況 3包括考慮刀架變形在內的情況 圖 工件受力變形引起的加工誤差 2）工件的變形 3）機床變形和工件變形共同引起的加工誤差 （ 2）切削過程中受力大小變化引起的加工誤差 — 誤差復映 圖 車削時的誤差復映 1 毛坯外形 2 工件外形 車削具有圓度誤差 的毛坯時，由于工藝系統(tǒng)受力變形，而使工件產(chǎn)生相應的圓度 誤差 由切削原理可知 （ 3）夾緊力和重力引起的加工誤差 被加工工件在裝夾過程中，由于剛度較低或著力點不當，都會引起工件的變形，造成加工誤差。 又如磨削薄片零件，假定坯件翹曲，當它被電磁工作臺吸緊時，產(chǎn)生彈性變形，磨削后取下工件，由于彈性恢復，使已磨平的表面有產(chǎn)生翹曲。 (4)重力引起的加工誤差 在工藝系統(tǒng)中，由于零部件的自重也會產(chǎn)生變形，造成加工誤差。 (5) 慣性力引起的加工誤差 圖 慣性力所引起的加工誤差 （ 1）機床部件剛度 在工藝系統(tǒng)的受力變形中，機床的變性最為復雜，且通常占主要成分。 圖 車床刀架部件的剛度曲線 Ⅰ — 一次加載 Ⅱ —— 二次加載 Ⅲ —— 三次加載 機床部件一般都由許多零件組成，影響機床部件剛度的因素很多，主要有以下幾個方面： 1）連接表面間的接觸變形 2）接合面間摩擦力的影響 3）接合面間的間隙 4）部件中個別薄弱零件的影響 圖 部件中的薄弱環(huán)節(jié) 減小工藝系統(tǒng)受力變形的途徑 （ 1）提高工藝系統(tǒng)剛度 1）合理設計零部件結構 2）提高聯(lián)接表面的接觸剛度 3）采用合理的裝夾方式和加工方式 銑角鐵形零件的兩種裝夾方法 (2）減小載荷及其變化圖 合理地選擇刀具材料，增大前角和主偏角，對工件材料進行合理的熱處理以改善材料地加工性能等，都可使切削力減小。 （二）工件內應力對加工精度的影響 殘余應力（又稱內應力）是指當外部載荷去除以后，仍然殘存在工件內部的應力。 1 殘余應力產(chǎn)生的原因 （ 1）毛坯制造和熱處理過程產(chǎn)生的殘余應力 圖 鑄件殘余應力的形成及變形 （ 2）冷校直帶來的殘余應力 變形，在與變形相反的方向上施加作用力，使工件產(chǎn)生反方向彎曲，并產(chǎn)生一定的塑性變形。 圖 冷校直引起的殘余應力 a）冷校直方法 b）加載時的應力分布 c）卸載后的殘余應力分布 （ 3）切削加工帶來的殘余應力 產(chǎn)生內應力的原因 毛坯制造誤差 冷校直 切削加工 磨削加工 減少內應力引起變形的措施 1 合理設計零件結構 應盡量簡化結構，減小零件各部分尺寸差異，以減少鑄鍛件毛坯在制造中產(chǎn)生的殘余應力 1 增加消除殘余應力的專門工序 對鑄、鍛、焊件進行退火或回火；工件淬火后進行回火；對精度要求高的零件在粗加工或半精加工后進行時效處理（自然、人工、振動時效處理） 1 合理安排工藝過程 在安排零件加工工藝過程中，盡可能將粗、精加工分在不同工序中進行 （三）工藝系統(tǒng)的熱變形 工藝系統(tǒng)的熱源 熱源 內部熱源 外部熱源 切削熱 摩擦熱 工件、刀具、切屑、 切削液 電機、軸承、齒輪、 油泵等 環(huán)境溫度 熱輻射 氣溫、室溫變化、 熱、冷風 日光、照明、暖氣、 體溫 (1) 工件均勻受熱 對于形狀比較簡單的軸、套、盤類工件的內外圓加工，切削熱比較均勻的傳入工件，可以認為整個零件溫升相同，其熱變形可按物理學計算熱膨脹公式求出。 直徑上的熱變形量（擴大量）： 長度上的熱變形量（伸長量）： (2) 工件不均勻受熱 板類工件單面加工，如薄板零件 (摩擦片 )及大型平板零件，加工時單面受切削熱，上下表面之間形成溫差 導致工件出現(xiàn)彎曲變形 (中凸變形 )，在這種變形狀態(tài)下加工，待工件冷卻后，則加工面產(chǎn)生中凹的平面度、直線度誤差。 圖 工件單面受熱時的彎曲變形計算 磨削長 L、厚 s的板類零件，其熱變形撓度 x根據(jù)下圖計算如下： 例 1：精密絲杠磨削時，工件的熱伸長會引起螺距的累積誤差。如： 3m長的絲杠，每磨一刀溫度就要升高 3℃ ，工件伸長量 Δ L＝ 3000 106 3 mm ＝ 例 4：在三工位的組合機床上，通過鉆 —擴 —鉸加工孔，此時粗、精加工間隔時間較短，粗加工時的熱變形將影響到精加工，工件冷卻后，將產(chǎn)生加工誤差。 如：工件的尺寸是：外徑 40mm，孔徑為 20mm ，長 40mm，材料為鋼材。鉆孔時切削用量為 n＝ 310 r／min， f＝ 。鉆孔后，溫升達 107 ℃ ，接著擴孔和鉸孔，當工件冷卻后孔的收縮量已超過精度規(guī)定值。 圖 車刀的熱變形 圖 車床熱變形 a）熱變形示意圖 b）熱變形曲線 圖 幾種類型的機床熱變形 （四）減少和控制工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑 1 減少發(fā)熱和隔離熱源 2 均衡溫度場 3 改進機床布局和結構設計 4 保持工藝系統(tǒng)的熱平衡 5 控制環(huán)境溫度 6 熱位移補償
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