[工学]第7章 机械加工精度.pptVIP

（1）零件的刚度 如图7.18细长回转体零件用两顶尖装夹,工件的变形Y可按简支梁计算: （鼓形误差） 式中 ： L----工件长度,㎜; X----刀尖距右顶尖的距离,㎜; E----工件材料的弹性模量,N/㎜2; I ----工件截面的惯性矩,㎜4. 第二节 影响加工精度的因素 当切削位置在中点时,工件变形最大: 工件最小刚度 如果同样零件用三爪卡盘装夹,则按悬臂梁计算,最大变形为: 工件最小刚度 式中 L----工件悬臂长度,㎜. （锥形误差） 第二节 影响加工精度的因素 （2）机床部件的刚度 影响部件刚度的因素有： A. 接触变形（零件与零件间接触点的变形）。由于形状误差和表面粗糙度的存在，使零件间的实际接触面只是名义接触面的一小部分，只有一些高的凸峰(图7.17)才相互接触,在外力作用下，接触点处产生了较大的接触应力，有较大的接触变形，这种接触变形中有表面层的弹性变形，还有局部的塑性变形，表面塑变的结果造成了残余变形。 第二节 影响加工精度的因素 B . 薄弱零件本身的变形。如图图7.13刀架溜板中的楔铁。 第二节 影响加工精度的因素 C. 有关零件之间的间隙。若部件中零件之间存在间隙，只要受到较小的力，零件间产生错动而导致总位移较大，部件刚度降低。 D. 摩擦的影响。在交变载荷作用下，由于接触面间存在摩擦力，在加载时，零件与零件的接触面间的摩擦力阻止变形的增加，在卸载时，摩擦力又阻止变形的减小。 E. 施力方向的影响。刚度计算式中的Y是在FX、FY、FZ综合作用下的结果，所以，力的方向不同，对刚度的影响不同。 第二节 影响加工精度的因素 生产中一般用实验的方法测定机床刚度。 图7.15为单向测定车床静刚度的实验方法. 这种方法只模拟了切削过程中的法向分力FY。 第二节 影响加工精度的因素 图7.16为车床刀架静刚度的实测曲线. 曲线有以下特点： a. 力和变形不是线性关系。这反映了部件的变形不纯粹是弹性变形。 b. 加载曲线和卸载曲线不重合。它们间包容的面积代表了在加载卸载的循环中所损失的能量，也就是消耗在克服部件内零件之间的摩擦力和接触面塑性变形所作的功。 第二节 影响加工精度的因素 c. 当载荷去除后，变形恢复不到起点，这说明部件的变形不单纯是弹性变形,而且还产生了不能恢复的塑性变形.在反复加载后，残余变形逐渐减小到零。 d. 部件的实际刚度远比按实体所估算的要小。 第二节 影响加工精度的因素 环节变形的综合性和叠加性 部件是由若干个零件装配而成的，因此部件的变形是零件本身的变形和零件间每一对接触副的接触变形综合的结果。 图7.14为刀架部件中传递力的情况:切削力从刀刃传到刀台、小刀架、大刀架、溜板、床身导轨,最后在床身形成了封闭系统.刀刃相对于机床主轴的总位移Y应是刀台对于小刀架的位移Y4、小刀架对大刀架的位移Y3、大刀架对溜板的位移Y2和溜板对床身的位移Y1的叠加。 第二节 影响加工精度的因素 （3）工艺系统的刚度 工艺系统的受力总变形是各个组成部分变形的叠加，即 Y系统=Y机床+Y夹具+Y刀具+Y工件 而工艺系统各部件的刚度为： Y系统 = FY /K系统, Y机床= FY/K机床 , Y夹具 = FY/K夹具 ,Y工件= FY/K工件 , Y刀具 = FY/K刀具 所以工艺系统刚度为: 1/K系统 =1/K机床＋1/K夹具＋1/K刀具＋1/K工件 特点：整个工艺系统的刚度比其中刚度最小那个环节刚度还要小。 第二节 影响加工精度的因素 2 .工艺系统受力对加工精度的影响 (1)切削过程中由于受力点位置的变化而产生的工件形状误差。 在车床两顶尖间加工光轴，设切削力大小不变，切削点距工件右端为X，则机床各处的变形为: 由于头架、尾架移动而使切削点工件中心移动量YX为： 第二节 影响加工精度的因素 结论：工艺系统的刚度在沿工件轴向的各个位置是不同的.所以加工后工件各个截面上直径尺寸也不相同,造成加工后工件的形状误差. 由于车刀粗短,其变形较小可忽略,夹具的变形合并于机床变形之中，不在单独考虑。则有: 第二节 影响加工精度的因素 Y镗杆 第二节 影响加工精度的因素 (2)切削过程中受力大小变化对加工精度的影响 在零件的同一截面内切削，由于材料硬度或加工余量变化，引起切削力和工艺系统受力变形的变化，因而产生了工件的尺寸误差和形状误差，且工件与毛坯有类似的几何形状误差或相互位置误差，但较前者大为减小，这种现象称误差复映规律。