機(jī)械加工精度的概念(編輯修改稿)
2025-07-22 19:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和被加工表面的相對(duì)位置發(fā)生變化，使工件產(chǎn)生加工誤差。工藝系統(tǒng)剛度的倒數(shù)等于其各組成部分剛度的倒數(shù)和。工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響主要有以下幾種情況：由于工藝系統(tǒng)剛度變化引起的誤差由于切削力變化引起的誤差毛坯形狀誤差的復(fù)映加工過(guò)程中，由于工件的加工余量發(fā)生變化工件材質(zhì)不均等因素引起的切削力變化，使工藝系統(tǒng)變形發(fā)生變化，從而產(chǎn)生加工誤差。若毛坯A有橢圓形狀誤差(如右圖)。讓刀具調(diào)整到圖上雙點(diǎn)劃線位置，由圖可知，在毛坯橢圓長(zhǎng)軸方向上的背吃刀量為ap1，短軸方向沙國(guó)內(nèi)的背吃刀量為ap2。由于背吃刀量不同，切削力不同，工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的讓刀變形也不同，對(duì)應(yīng)于ap1產(chǎn)生的讓刀為y1，對(duì)應(yīng)于ap2產(chǎn)生的讓刀為y2,故加工出來(lái)的工件B仍然存在橢圓形狀誤差。由于毛坯存在圓度誤差△毛＝ap1ap2，因而引起了工件的圓度誤差△工＝y(tǒng)1y2，且△毛愈大，△工愈大，這種現(xiàn)象稱為加工過(guò)程中的毛坯誤差復(fù)映現(xiàn)象?！鞴づc△毛之比值ε稱為誤差復(fù)映系數(shù)，它是誤差復(fù)映程度的度量。尺寸誤差(包括尺寸分散)和形狀誤差都存在復(fù)映現(xiàn)象。如果我們知道了某加工工序的復(fù)映系數(shù)，就可以通過(guò)測(cè)量毛坯的誤差值來(lái)估算加工后工件的誤差值。由于夾緊變形引起的誤差工件在裝夾過(guò)程中，如果工件剛度較低或夾緊力的方向和施力點(diǎn)選擇不當(dāng)，將引起工件變形，造成相應(yīng)的加工誤差。其它作用力的影響由前面對(duì)工藝系統(tǒng)剛度的論述可知，若要減少工藝系統(tǒng)變形，就應(yīng)提高工藝系統(tǒng)剛度，減少切削力并壓縮它們的變動(dòng)幅值。提高工藝系統(tǒng)剛度提高工件和刀具的剛度提高機(jī)床剛度采用合理的裝夾方式和加工方式減小切削力及其變化合理地選擇刀具材料，增大前角和主偏角，對(duì)工件材料進(jìn)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。五、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響比較大，特別是在精密加工和大件加工中，由熱變形所引起的加工誤差有時(shí)可占工件總誤差的40%～70%。機(jī)床、刀具和工件受到各種熱源的作用，溫度會(huì)逐漸升高，同時(shí)它們也通過(guò)各種傳熱方式向周圍的物質(zhì)和空間散發(fā)熱量。當(dāng)單位時(shí)間傳入的熱量與其散出的熱量相等時(shí)，工藝系統(tǒng)就達(dá)到了熱平衡狀態(tài)?！獌?nèi)部熱源和外部熱源減少發(fā)熱和隔熱改善散熱條件均衡溫度場(chǎng)改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)加快溫度場(chǎng)的平衡控制環(huán)境溫度六、內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差沒(méi)有外力作用而存在于零件內(nèi)部的應(yīng)力，稱為內(nèi)應(yīng)力。工件上一旦產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力之后，就會(huì)使工件金屬處于一種高能位的不穩(wěn)定狀態(tài)，它本能地要向低能位的穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化，并伴隨有變形發(fā)生，從而使工件喪失原有的加工精度。熱加工中內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生鑄件因內(nèi)應(yīng)力而引起的變形在熱處理工序中由于工件壁厚不均勻、冷卻不均、金相組織的轉(zhuǎn)變等原因，使工件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。圖示一個(gè)內(nèi)外壁厚相差較大的鑄件。澆鑄后，鑄件將逐漸冷卻至室溫。由于壁1和壁2比較薄，散熱較易，所以冷卻比較快。壁3比較厚，所以冷卻比較慢。當(dāng)壁1和壁2從塑性狀態(tài)冷到彈性狀態(tài)時(shí)，壁3的溫度還比較高，尚處于塑性狀態(tài)。所以壁1和壁2收縮時(shí)壁3不起阻擋變形的作用，鑄件內(nèi)部不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。但當(dāng)壁3也冷卻到彈性狀態(tài)時(shí)，壁1和壁2的溫度已經(jīng)降低很多，收縮速度變得很慢。但這時(shí)壁3收縮較快，就受到了壁1和壁2的阻礙。因此，壁3受拉應(yīng)力的作用，壁1和2受壓應(yīng)力作用，形成了相互平衡的狀態(tài)。如果在這個(gè)鑄件的壁1上開一個(gè)口，則壁1的壓應(yīng)力消失，鑄件在壁3和2的內(nèi)應(yīng)力作用下，壁3收縮，壁2伸長(zhǎng)，鑄件就發(fā)生彎曲變形，直至內(nèi)應(yīng)力重新分布達(dá)到新的平衡為止。推廣到一般情況，各種鑄件都難免產(chǎn)生冷卻不均勻而形成的內(nèi)應(yīng)力，鑄件的外表面總比中心部分冷卻得快。特別是有些鑄件(如機(jī)床床身)，為了提高導(dǎo)軌面的耐磨性，采用局部激冷的工藝使它冷卻更快一些，以獲得較高的硬度，這樣在鑄件內(nèi)部形成的內(nèi)應(yīng)力也就更大些。若導(dǎo)軌表面經(jīng)過(guò)粗加工剝?nèi)ヒ恍┙饘?，這就象在圖中的鑄件壁1上開口一樣，必將引起內(nèi)應(yīng)力的重新分布并朝著建立新的應(yīng)力平衡的方向產(chǎn)生彎曲變形。為了克服這種內(nèi)應(yīng)力重新分布而引起的變形，特別是對(duì)大型和精度要求高的零件，一般在鑄件粗加工后安排進(jìn)行時(shí)效處理，然后再作精加工。冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力校直引起的內(nèi)應(yīng)力絲杠一類的細(xì)長(zhǎng)軸經(jīng)過(guò)車削以后，棒料在軋制中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力要重新分布，產(chǎn)生彎曲，如右圖示。冷校直就是在原有變形的相反方向加力F，使工件向反方向彎曲，產(chǎn)生塑性變形，以達(dá)到校直的目的。在F力作用下，工件內(nèi)部的應(yīng)力分布如圖b所示。當(dāng)外力F去除以后，彈性變形部分本來(lái)可以完成恢復(fù)而消失，但因素心變形部分恢復(fù)不了，內(nèi)外層金屬就起了互相牽制的作用，產(chǎn)生了新的內(nèi)應(yīng)力平衡狀態(tài)，如圖c所示，所以說(shuō)，冷校直后的工件雖然減少了彎曲，但是依然處于不穩(wěn)定狀態(tài)，還會(huì)產(chǎn)生新的彎曲變形。改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)——設(shè)計(jì)零件時(shí)，盡量做到壁厚均勻，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，以減少內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。增設(shè)消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序合理安排工藝過(guò)程——粗加工和精加工宜分階段進(jìn)行，使工件在粗加工后有一定的時(shí)間來(lái)松弛內(nèi)應(yīng)力。七、提高加工精度的途徑減小原始誤差轉(zhuǎn)移原始誤差均分原始誤差均化原始誤差誤差補(bǔ)償正裝模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是凹模安裝在下模座上。故無(wú)論是工件的落料、沖孔，還是其它一些工序，工件或廢料能非常方便的落入沖床工作臺(tái)上的廢料孔中。因此在設(shè)計(jì)正裝模具時(shí)，就不必考慮工件或廢料的流向。因而使設(shè)計(jì)出的模具結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，非常實(shí)用。正裝模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)?。?）因模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可縮短模具制造周期，有利于新產(chǎn)品的研制與開發(fā)?！。?）使用及維修都較方便?！?6
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