機械加工精度概述-資料下載頁
2025-01-23 13:00本頁面
【正文】 工藝系統(tǒng)熱變形 工藝系統(tǒng)熱源 溫度場與工藝系統(tǒng)熱平衡 ? 圓柱類工件熱變形 ? 5級絲杠累積誤差全長 ≤ 5μm，可見熱變形的嚴(yán)重性 10 400 1 10 ( )( )L L tmmm????? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??式中 ΔL， ΔD —— 長度和直徑熱變形量； L， D —— 工件原有長度和直徑； α—— 工件材料線膨脹系數(shù)； Δt —— 溫升 。 ? 長度： L L t?? ? ? ??D D t?? ? ??? 直徑： 例：長 400mm絲杠 ， 加工過程溫升 1℃ ， 熱伸長量為： 工件均勻受熱 工藝系統(tǒng)的熱變形 —— 工件熱變形影響 式中 ΔX —— 變形撓度； L， S —— 工件原有長度和厚度； α—— 工件材料線膨脹系數(shù)； Δt —— 溫升 。 28LtXS? ? ?????? 板類工件單面加工時的熱變形 平面加工熱變形 φ/ 4 φ L S 2023 38 8 600 ( )LtXSmm? ? ? ? ? ?? ? ????此值已大于精密導(dǎo)軌平直度要求 結(jié)果 ： 加工時上表面升溫 ， 工件向上拱起 ， 磨削時將中凸部分磨平 ， 冷卻后工件下凹 。 例 ： 高 600mm， 長 2023mm的床身 ， 若上表面溫升為 3℃ ， 則變形量為： 工件不均勻受熱 ? 體積小 ， 熱容量小 ，達到熱平衡時間較短 ? 溫升高 ， 變形不容忽視 （ 達 ～ ） ? 特點 ? 變形曲線 m a x 1ce???? ?????????式中 ξ—— 熱伸長量； ξmax —— 達到熱平衡熱伸長量； τ—— 切削時間； τc —— 時間常數(shù) （ 熱伸長量為熱平衡熱伸長量約 63%的時間， 常取 3～ 4分鐘 ） 。 τ(min) 車刀熱變形曲線 連續(xù)切削升溫曲線 冷卻曲線 間斷切削升溫曲線 ξ（ μm） ξmax τb 0 τc 刀具熱變形 工藝系統(tǒng)的熱變形 —— 刀具熱變形影響 ? 體積大 ， 熱容量大 ， 溫升不高 ， 達到熱平衡時間長 ? 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 溫度場和變形不均勻 ， 對加工精度影響顯著 運轉(zhuǎn)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 車床受熱變形 a） 車床受熱變形形態(tài) b） 溫升與變形曲線 機床熱變形特點 車床熱變形 工藝系統(tǒng)的熱變形 —— 機床熱變形影響 ? 立銑 立式銑床、外圓磨床、導(dǎo)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(dǎo)軌磨床受熱變形形態(tài) ? 外圓磨 ? 導(dǎo)軌磨 其他機床熱變形 例 ： 磨床油箱置于床身內(nèi) ， 其發(fā)熱使導(dǎo)軌中凹 解決 ： 導(dǎo)軌下加回油槽 平面磨床補償油溝 又例 ： 立式平面磨床立柱前壁溫度高 ， 產(chǎn)生后傾 。 解決 ： 采用熱空氣加熱立柱后壁 均衡立柱前后壁溫度場 ? 減少切削熱和磨削熱 ， 粗 、精加工分開 。 ? 充分冷卻和強制冷卻 。 ? 隔離熱源 。 減少熱源發(fā)熱和隔離熱源 均衡溫度場 工藝系統(tǒng)的熱變形 —— 減小熱變形途徑 ? 熱對稱結(jié)構(gòu) 雙端面磨床主軸熱補償 1— 主軸 2— 殼體 3— 過渡套筒 熱伸長方向 采用合理結(jié)構(gòu) ? 熱補償結(jié)構(gòu) （ 例主軸熱補償 ） 加工中心熱對稱結(jié)構(gòu)立柱 支承距影響熱變形 L1 L2 ? 合理選擇裝配基準(zhǔn) ? 高速空運轉(zhuǎn) ? 人為加熱 ? 恒溫 ? 人體隔離 采用合理結(jié)構(gòu) 加速達到熱平衡 控制環(huán)境溫度 車床主軸箱定位面位置選擇 x y Δx Δy Δy 鑄件殘余應(yīng)力引起變形 冷校直引起的殘余應(yīng)力 壓 拉 加載 壓 壓 拉 拉 卸載 ? 設(shè)計合理零件結(jié)構(gòu) ? 粗 、 精加工分開 ? 避免冷校直 ? 時效處理 殘余應(yīng)力來源 ? 毛坯制造和熱處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力 減小殘余應(yīng)力措施 ? 冷校直帶來的殘余應(yīng)力 ? 切削加工帶來的殘余應(yīng)力 工件殘余應(yīng)力引起的變形 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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