機械加工的精度(編輯修改稿)
2025-02-10 12:57 本頁面
【文章內容簡介】 同向時，工件被拉離刀具，使切削深度減小。其結果會造成工件的圓度誤差。 圖 1017 慣性力所引起的加工誤差 2023年 9月 27日 32山東大學 機械工程學院（三）其他力 引起的 工藝系統(tǒng) 變形 對 加工精度的影響(1)夾緊力引起的受力變形被加工件在裝夾過程中，由于剛度較低或著力點不當，都會引起工件變形，造成加工誤差。特別是薄壁套、薄板件， 夾緊力常常會引起很顯著的加工誤差。2023年 9月 27日 33山東大學 機械工程學院有時，如果夾緊力作用點選擇不當，即便是尺寸大、剛性較高、結構復雜的箱體、機座等類零件，也會產(chǎn)生夾緊變形。夾緊力作用點選擇不當當然，有時夾緊力幫助減小加工誤差的影響，抵消加工誤差以提高零件的精度。2023年 9月 27日 34山東大學 機械工程學院（ 2）自重引起的受力變形2023年 9月 27日 35山東大學 機械工程學院三、 減少工 藝 系 統(tǒng) 受力 變 形的措施減少工藝系統(tǒng)受力變形，是機械加工中保證產(chǎn)品質量和提高生產(chǎn)率的主要途徑之一。根據(jù)生產(chǎn)實際情況，可采取以下幾方面措施。 2023年 9月 27日 36山東大學 機械工程學院1．提高零件 連 接表面的接觸 剛 度常用的方法是：改善工藝系統(tǒng)主要零件接觸面的配合質量，如機床導軌副、錐體與錐孔、頂尖與中心孔等配合面采用刮研與研磨，以提高配合表面的形狀精度，減小表面粗糙度，使實際接觸面積增加，從而有效地提高接觸剛度。 提高接觸剛度的另一措施是在接觸面間預加載荷，這樣可以消除配合面間的間隙，增加接觸面積，減少受力后的變形。如機床主軸部件軸承常采用預加載荷的辦法進行調整。 由于部件的接觸剛度低于實體零件本身剛度，所以提高接觸剛度是提高工藝系統(tǒng)剛度的關鍵。 2023年 9月 27日 37山東大學 機械工程學院2. 設 置 輔 助支承、提高 工件 剛 度、減少 變 形 。在機械加工中，由于工件本身的剛度較低，特別是叉類件、細長軸等零件，容易變形。此時，如何提高工件的剛度是提高加工精度的關鍵。其主要措施是縮小切削力的作用點到支承之間的距離，以增大工件切削時的剛度。圖 1018所示為車削細長軸時采用跟刀架或中心架增加支承，以提高工件剛度的示例。 2023年 9月 27日 38山東大學 機械工程學院圖 1018 增加支承以提高工件的剛度 2023年 9月 27日 39山東大學 機械工程學院3. 采用合理的裝 夾 和加工方式。2023年 9月 27日 40山東大學 機械工程學院加工薄壁件時，由于工件剛度低，解決夾緊變形的影響是關鍵問題之一。4. 合理裝夾工件以減少夾緊變形2023年 9月 27日 41山東大學 機械工程學院在夾緊前，薄壁套筒的內外圓是正圓形，用三爪自定心卡盤夾緊后則薄壁套筒呈三棱形，如圖 a所示；鏜孔后，薄壁套筒的內孔呈圓形，如圖 b所示；松開卡爪后，工件由于彈性恢復，使已鏜圓的孔產(chǎn)生了三棱圓形的圓度誤差，如圖 c所示。為了減少工件夾緊變形，提高加工精度，可以采取如下措施：增大接觸面積，使各點受力均勻，如圖 d所示為采用開口過渡環(huán)，圖 e所示為采用專用卡爪；還可采用軸向夾緊或采用彈性套筒夾緊。 圖 1020所示為加工薄壁套筒零件2023年 9月 27日 42山東大學 機械工程學院圖 1021所示為磨削薄板工件，當磁力將工件吸向工作臺表面時，工件將產(chǎn)生彈性變形（如圖 a、 b所示）；磨完后，由于彈性恢復，已磨完的表面又產(chǎn)生翹曲（如圖 c所示）。改進的辦法是在工件和磁力吸盤之間墊橡皮墊 (厚 )（如圖 d、 e所示），工件受作力作用，橡皮墊被壓縮，減少了工件夾緊的變形；再以磨好的一面作為定位基準磨另一面。這樣經(jīng)過多次正反面交替磨削即可得平面度較高的平面（如圖 f所示）。 2023年 9月 27日 43山東大學 機械工程學院圖 1021所示為磨削薄板工件2023年 9月 27日 44山東大學 機械工程學院在切削加工中，有時由于機床部件剛度低而產(chǎn)生變形和振動，影響加工精度和生產(chǎn)率的提高。此時可以用加強桿或導向支承套提高機床部件的剛度，如圖 1019所示：圖 a所示為在轉塔車床上采用固定導向支承套，圖 b所示為采用轉動導向支承套，用加強桿和導向支承套提高機床部件的剛度。5. 提高機床部件的剛度2023年 9月 27日 45山東大學 機械工程學院圖 1019 提高機床部件剛度的裝置 1固定導向支承套 6加強桿 4六角刀架5工件7轉動導向支承套 2023年 9月 27日 46山東大學 機械工程學院四、 工件內應力對加工精度的影響 ? 工件內應力是指加在工件上的外部載荷去除后，仍殘存在工件內部的應力。? 內應力產(chǎn)生的本質原因在于金屬內部不均勻的體積變化。? 在以下三種情況下，會產(chǎn)生內應力： 2023年 9月 27日 47山東大學 機械工程學院（一） 毛坯制造和 熱處 理 過 程 產(chǎn) 生的殘余 應力。如圖 1022a所示的鑄件在 A、 C部分存在壓應力，在 B部分存在拉應力。這是因為澆鑄后， A、 C部分冷卻較 B部分快所致。如果將 C部分開一缺口，應力重新分布，則工件會產(chǎn)生如圖 1022b所示的彎曲變形。2023年 9月 27日 48山東大學 機械工程學院2023年 9月 27日 49山東大學 機械工程學院（二） 冷校直 帶 來的殘余 應力。對細長軸進行冷校直時 ? 車削后的細長軸存在上凸的彎曲變形，加一外載對其進行冷校直，如圖 1023a所示，此時，在截面上半部為壓應力，下半部為拉應力，如圖 1023b；撤去外載荷，則內應力重新分布（如圖 1023c所示）。 2023年 9月 27日 50山東大學 機械工程學院（三） 切削加工 帶 來的殘余 應 力工件表面在切削力作用力下，也會出現(xiàn)不同程度的塑性變形和金屬組織的變化而引起局部體積改變，因而產(chǎn)生內應力。這種內應力的分布情況由加工時的各種工藝因素所決定。? 存在內應
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