机械加工工艺编制及专用夹具设计（第2版）教学课件6.1编制综合零件工艺路线的理论知识.ppt

2.切削力作用点位置变化引起的加工误差①切削过程中受力点位置变化引起的工件形状误差车削“粗而短”的工件工件刚度很高，工件的变形小到可以忽略不计，工艺系统的总位移完全取决于头架、尾座（包括顶尖）和刀架（包括刀具）的位移②车削细长轴工件刚度很低，机床、夹具、刀具在受力下的变形可以忽略不计，则工艺系统的位移完全取决于工件的变形。如图所示，当刀具切削到工件的任意位置C时，工艺系统的总变形yyt为：可以看出:yxt=f(z)，是一个二次抛物线方程，变形大小随刀具在z方向位置变化,使车出的工件呈抛物线形状。1－理想的工件形状；2－k头≠k尾时车出的工件形状3.其它力引起的加工误差①由惯性力引起的加工误差②由传动力引起的加工误差③由夹紧力引起的加工误差④由重力引起的加工误差由惯性力引起的加工误差由传动力引起的加工误差由夹紧力引起的加工误差由重力引起的加工误差二、工艺系统热变形引起的加工误差工艺系统在各种热源作用下，会产生相应的热变形，从而破坏工件与刀具间正确的相对位置，造成加工误差。1.机床热变形的加工误差机床热变形会使机床的静态几何精度发生变化而影响加工精度，其中主轴部件、床身、导轨、立柱、工作台等部件的热变形，对加工精度影响最大。各类机床其结构、工作条件及热源形式均不相同，因此机床各部件的温升和热变形情况是不一样的。①车、铣、钻、镗类机床②龙门刨床、牛头刨床、立式车床类机床③各种磨床主轴箱中的齿轮、轴承摩擦发热、润滑油发热。导轨副的摩擦热砂轮主轴轴承的发热和液压系统的发热2.工件热变形对加工精度的影响①工件受热均匀如果加工盘类零件或较短的轴套类零件，由于加工行程较短，可以认为沿工件轴向的温升相等。因此，加工出的工件只产生径向尺寸误差而不产生形状误差。若工件精度要求不高，可忽略热变形的影响。对于较长工件（如长轴）的加工，如图所示，开始走刀时，工件温度较低，变形较小。随着切削的进行，工件温度逐渐升高，直径不断变大，因此，工件被切去的金属层厚度越来越大，冷却后不仅产生径向尺寸误差，而且还会产生圆柱度误差（出现锥度）②工件不均匀受热当对工件进行铣、刨、磨等平面加工时，工件单侧受热，上、下表面温升不等，从而导致工件向上凸起，中间切去的材料较多。冷却后被加工表面呈凹形。这种现象对于加工薄片类零件尤为突出。为了减小工件的不均匀的变形对加工精度的影响，一方面应采取有效的冷却措施，减小表面温升；采取适当补偿方法，如装夹工件时使工件表面产生微凹的加紧变形，以补偿切削时工件单件单向受热的上凸误差。3.刀具热变形的影响刀具的热变形主要由切削热引起。切削加工时，虽然传给刀具的热量并不多，但由于刀具的热容量小所以温升高，受热变形后的伸长量也较大。刀具热变形要影响工件的尺寸。连续加工时会影响工件的几何形状精度，如车削长轴时，会产生锥度误差。三、内应力引起的误差1.毛坯制造中产生的内应力在毛坯制造和热处理过程中，由于工件各部分厚度不均匀，引起毛坯各部分收缩不均匀以及金相组织转变时的体积变化，从而使毛坯产生内应力。毛坯的结构越复杂，各部分壁厚越不均匀，散热的差别越大，毛坯内部产生的应力也越大。2.工件冷校直时产生的内应力薄板类、细长轴类零件加工后常发生弯曲变形，弯曲的工件要校直，必须使工件产生反向弯曲（图a)，并使工件产生一定的塑性变形。当工件外层应力超过屈服强度、内层应力还未超过弹性极限时，其分布情况如图b所示。去除外力后，由于下部外层已产生拉伸的塑性变形，上部外层已产生压缩的塑性变形，故里层的弹性变形受到阻碍，结果上部外层产生残余拉应力，上部里层产生残余压应力，下部外层产生残余压应力，下部里层产生残余拉应力(图c)。6.1.4减小误差的途径一、减小工艺系统受力变形的措施为减小工艺系统的受力变形，可采取如下几方面的措施：(1)提高接触刚度(2)设置辅助支承，提高局部刚度(3)采用合理的装夹方法(4)采用补偿或转移变形的方法a)不合理b)合理图5-22两种装夹方法的比较图5-23变形转移法图5-24变形补偿法1减少工艺系统热源的发热2保持工艺系统的热平衡3控制环境温度二、减小热变形的主要措施1合理设计零件结构2合理安排工艺过程3对工件进行热处理和时效处理三、减少和消除内应力的工艺措施6.1编制综合类零件工艺路线的理论知识【学习目标】1.了解零件加工精度的影响因素；2.掌握工艺系统刚度等因素对零件加工精度的影响规律及改善