第四章机械加工精度.pptVIP

4.4.4 工件残余应力引起的加工误差 1、 毛坯制造和热处理过程中产生的残余应力 第61页，共130页，编辑于2022年，星期二 2 、冷校直（cold alignment）带来的残余应力 第62页，共130页，编辑于2022年，星期二 切削加工时，工件表层在切削力和切削热的作用下，由于各部分产生程度不同的塑性变形，以及金相组织变化的影响，会使工件表层产生残余应力，这种残余应力，不仅影响加工精度，而且影响加工表面质量 3、切削加工中产生的残余应力 第63页，共130页，编辑于2022年，星期二 ①合理设计零件结构 尽量结构对称 壁厚均匀 措施： 第64页，共130页，编辑于2022年，星期二 ②合理安排时效处理 铸、锻、焊接件都应进行时效处理 重要零件粗加工后也应进行时效处理 特别精密零件（如主轴、丝杠等），在切削工序间应安排多次时效处理以消除残余内应力 措施： 第65页，共130页，编辑于2022年，星期二 ③合理安排工艺过程 如让粗、精加工分开在不同工序中进行，使粗加工后内应力充分释放和变形，以减少对精加工的影响 精密零件严禁采用冷校直工艺 措施： 第66页，共130页，编辑于2022年，星期二 4.3 工艺系统热变形引起的加工误差 机械加工过程中，工艺系统在各种热源的影响下，会产生复杂的变形，从而破坏刀具与工件相对位置和相对运动的准确性，引起加工误差 特别在精密加工和大件加工中，热变形的影响更为显著，通常占到工件加工总误差的40%～70% 随着现代高速、高精度、自动化加工技术的发展，工艺系统热变形问题变得更加突出，已成为制造技术的重要研究课题 第67页，共130页，编辑于2022年，星期二 4.3 工艺系统热变形引起的加工误差 引起工艺系统变形的主要热源为 系统内部的 摩擦热 切削热 系统外部的 环境温度 阳光辐射等 第68页，共130页，编辑于2022年，星期二 4.3.1 工件热变形对加工精度的影响 1、工件比较均匀受热 2、工件不均匀受热 第69页，共130页，编辑于2022年，星期二 1、工件比较均匀受热 一些形状简单的轴类、套类和盘类零件的内、外圆加工，切削热比较均匀地传入，温度在工件全长或圆周上都比较一致，热变形比较均匀，可根据温升来估算工件的热变形量 直径上的热变形量 △D=αD△T 长度上的热变形量 △L=αL△T式中 D、L——工件在热变形方向上的尺寸（mm）； △T——工件温升（℃） α——零件材料的热膨胀系数 第70页，共130页，编辑于2022年，星期二 对工件的平面进行铣、刨、磨等加工时，工件单面受热，上下表面的温差将导致工件向上拱起，加工时中间凸起部分被切去，加工完毕冷却后工件表面变成下凹，造成平面度误差磨削长L、厚S的板类零件，其热变形挠度x可按下式估算 2、工件不均匀受热 第71页，共130页，编辑于2022年，星期二 4.3.2 刀具热变形对加工精度的影响 刀具热变形主要由切削热引起，通常传入刀具的热量并不多，但由于热量集中在切削部分，刀体小，热容量小，故仍会有很高的温升，有时局部温度可达1000℃以上。 第72页，共130页，编辑于2022年，星期二 4.3.2 刀具热变形对加工精度的影响 连续切削时 刀具的热变形在切削初期的增加很快 随后较为缓慢，趋于热平衡状态 此后热变形变化量就非常小 断续切削时 刀具有短暂的冷却时间，热变形量要小一些，最后稳定在一定范围内波动 第73页，共130页，编辑于2022年，星期二 4.3.3 机床热变形对加工精度的影响 由于机床结构的复杂性，在受到内、外热源影响时，机床温度场一般都不均匀，使机床的精度遭到破坏，引起相应的加工误差 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机床类型不同，引起机床热变形的热源和变形形式也各异 第74页，共130页，编辑于2022年，星期二 4.3.3 机床热变形对加工精度的影响 磨床的热变形对加工精度影响较大 外圆磨床的主要热源是 砂轮主轴的摩擦热 液压系统的发热 在热变形的影响下，砂轮轴线与工件轴线距离会发生变化，并可能产生平行度误差 第75页，共130页，编辑于2022年，星期二 4.3.3 机床热变形对加工精度的影响 车、钻、铣、镗类机床的主要热源是 主轴箱内的齿轮 轴承摩擦发热 润滑油发热 将使主轴箱及与之相连的床身、立柱等温度升高而产生较大变形 第76页，共130页，编辑于2022年，星期二 第77页，共130页，编辑于2022年，星期二 4.4 加工误差的综合统计分析 前