机械加工的精度－工艺系统的受力变形与热变形

dengjunwei

第十章 机械加工的精度
) S, [. @4 d7 a9 w# o3 \; `第二讲工艺系统的受力变形与热变形
主要内容
- ]6 Y% a( O5 R- u& j% @: m  A  h一、工艺系统受力变形现象
图10-11 工艺系统受力变形产生加工误差
二、工艺系统的刚度
1. 刚度的原始定义
2. 工艺系统的静刚度
3. 工艺系统刚度的计算

三、工艺系统受力变形对加工精度的影响
切削力、
, I( o, \# a8 \1 T（一）切削力对加工精度的影响
8 M. v* j6 R, ~: b' |' ?- ~, y1．切削力作用点位置变化对加工精度的影响
$ H# V( h  U$ ~" R" X2 i（1）在两顶尖间车削短而粗的光轴，由于机床的变形产生鞍形误差。
推导过程
推导过程
图2-12
（2）车削细长轴，由于工件的变形产生鼓形误差。
! X: w9 V. q: ]: [6 z1 |合成分析
+ G& D/ X5 o' z+ u0 Q3 K工艺系统受力变形随切削力作用点位置变化例子
# E$ n6 m* [) }! h! g1 {# V3 j2．切削力大小变化对加工精度的影响
图10-16 毛坯形状误差复映
- h  u9 Q# P# ~2 F- b: F) q（1）毛坯误差复映理论
/ y  T* O8 Z; _; P% C误差复映规律与误差复映系数
: }% z+ I) c5 g4 i8 m+ V加工前后的误差关系分析
加工前后误差关系分析（续）
: h( T9 o# Z4 @（2）降低复映误差的主要工艺措施
8 ?7 A  q, @' M3 V0 I（二）切削过程中受力方向变化引起的工件形状误差  
" b8 }& c1 C7 n' l5 a图10-17 惯性力所引起的加工误差
( i- x6 v6 u$ B' ^. ^（三）其他力引起的工艺系统变形对加工精度的影响
夹紧力作用点选择不当
& M5 {% A, m$ S8 h（2）自重引起的受力变形
+ J- i5 r; F* D8 [三、减少工艺系统受力变形的措施
$ s) {! `9 a. x7 r2 R4 M, `1．提高零件连接表面的接触刚度
# y* H  s8 K9 x( Q- k0 f, [# `" s6 z常用的方法是：
) Q: x# Y- {0 t改善工艺系统主要零件接触面的配合质量，如机床导轨副、锥体与锥孔、顶尖与中心孔等配合面采用刮研与研磨，以提高配合表面的形状精度，减小表面粗糙度，使实际接触面积增加，从而有效地提高接触刚度。
2. 设置辅助支承、提高工件刚度、减少变形 。
; p% I6 d8 F( S$ K- h图10-18 增加支承以提高工件的刚度
3. 采用合理的装夹和加工方式。
- m. Y# J) t% y6 Y% `3 Q4. 合理装夹工件以减少夹紧变形
图10-20所示为加工薄壁套筒零件
& O$ {3 L/ x6 {) Z图10-21所示为磨削薄板工件
8 B- ?/ i: |' i( `/ b! @- d5. 提高机床部件的刚度
图10-19 提高机床部件刚度的装置
四、工件内应力对加工精度的影响
工件内应力是指加在工件上的外部载荷去除后，仍残存在工件内部的应力。
1 s6 g# N2 ]- \9 \0 I! e+ X/ M内应力产生的本质原因在于金属内部不均匀的体积变化。
+ N+ O8 N) Y' i$ M  J5 a- J在以下三种情况下，会产生内应力：
（一）毛坯制造和热处理过程产生的残余应力。
- u9 \( Z2 `6 Q' I! p8 X" k（二）冷校直带来的残余应力。
! n+ H# ^8 k! G+ F（三）切削加工带来的残余应力
( P3 l$ r; z$ n! _; f五、工艺系统刚度的试验测定
（一）车床刚度的测定
! z/ e. a8 `' Y( X+ c2 t2 h6 K（三）影响部件刚度的主要因素
（二）铣床刚度的测定
（三）钻床刚度的测定
六、工艺系统的热变形
（一）工艺系统的热源与传递
1 L) v- A1 X  _$ @（二）机床热变形对加工精度的影响
1．车、铣、钻、镗
6 C5 ~! |& }! M- A2．磨床类机床的热变形
; I( ^! s3 \( I! {) w( q: D外圆磨床
) E' N# H' S/ h( D8 n平面磨床
1 b2 z" a5 Y& f% ?$ f双端面磨床
3.大型机床热变形
! Z/ E: ?) D! Z, x% F0 e(三)工件热变形及其对加工精度影响
(1) 工件均匀受热
: ~, K: P9 a! N. |, _, Y' y: h(2) 工件不均匀受热
4 f4 c8 N7 q6 ]7 p2 f, x" Y图10-25 工件单面受热时的弯曲变形计算
0 ^  g7 J8 Z$ h( j3 B（四）刀具热变形对加工精度的影响
" e  Y8 w& ~" @6 K2 Z: ?图10-26 车刀的热变形
( }# T0 g6 W  S2 F7 L# @0 [7 [' U（五）减少和控制工艺系统热变形的主要途径
隔热和冷却
2. 用热补偿方法减少热变形(均衡温度场)
) s7 P9 U2 n" T# N: l4 m0 N3 }3. 采用合理的机床部件结构减少热变形的影响
(2) 合理选择机床部件的装配基准
. l( U0 l+ C" D- f+ b) e合理的装配基准
& U5 t8 ^5 _, {$ |$ y1 m7 J4. 加速达到工艺系统热平衡状态
5．控制环境温度

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谢谢楼主了  正好用得上