工艺系统受力变形对加工精度的影响.ppt

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1、§3工艺系统受力变形对加工精度的影响工艺系统在切削力、传动力、惯性力、夹紧力以及重力等的作用下，会产生相应的变形。这种变形将破坏刀刃和工件之间已调整好的正确位置关系，从而产生加工误差。一、基本概念一般刚度：k=F/y即作用力F与其引起的在作用力方向上的变形量y的比值。工艺系统的受力变形，主要是研究对加工精度影响最大的敏感方向，因此，工艺系统的刚度：kxt=Fy/yxt即零件加工表面法向分力Fy与刀具在切削力（Fx、Fy、Fz的合力）作用下，相对工件在该方向的位移yxt的比值。工艺系统的总变形量应是：yxt=yjc+ydj

2、+yjj+yg而kxt=Fy/yxtkjc=Fy/yjc,kdj=Fy/ydjkjj=Fy/yjj,kg=Fy/yg所以工艺系统刚度的一般式为：工艺系统各部分刚度的确定1、工件刚度工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大，其最大变形量可按材料力学有关公式估算。2、刀具刚度外圆车刀在加工表面法线（y）方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。刀杆变形也可以按材料力学有关公式

3、估算。3、机床部件刚度机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。分析实验曲线可知，机床部件刚度具有以下特点：（1）变形与载荷不成线性关系；（2）加载曲线和卸载曲线不重合，卸载曲线滞后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是加载和卸载循环中所损耗的能量，它消耗于摩擦力所作的功和接触变形功；（3）第一次卸载后，变形恢复不到第一次加载的起点，这说明有残余变形存在，经多次加载卸载后，加载曲线起点才和卸载曲线终点重合，残余变形才逐渐减小到零影响机床部件刚度的因素１、连接

4、表面接触变形的影响在外力作用下，接触处产生较大的接触应力，引起接触变形。影响接触变形的因素主要是零件接触表面的形状精度、表面粗糙度和零件材料的硬度。2、部件中薄弱零件的影响某些刚度很低的零件受力后会产生较大的变形，使整个部件的刚度降低。如车床溜板部件中的楔铁。3、间隙和摩擦力的影响间隙：载荷方向变化时有影响（如镗床、铣床）摩擦力：载荷变动时影响较为显著。加载时，摩擦力阻止变形增加；卸载时，摩擦力却阻止变形减少。二、工艺系统受力变形引起的加工误差（一）由于切削力着力点位置变化引起的工件形状误差（二）由于切削力变化引起的加工

5、误差（三）惯性力、传动力、重力和夹紧力所引起的加工误差（一）由于切削力着力点位置变化引起的工件形状误差1、在车床两顶尖间车削短而粗的光轴由上式可以看出，工艺系统的变形是随着着力点位置变化而变化的，工件产生圆柱度误差。R（一）由于切削力着力点位置变化引起的工件形状误差2、在两顶尖间车削细长轴此时工艺系统的变形完全取决于工件的变形，工件产生腰鼓形形状误差。由于被加工表面的几何形状误差或材料的硬度不均匀引起切削力变化，从而造成加工误差。ap实际加工面毛坯面理想加工面由于毛坯存在圆度误差，导致切削深度变化，切削分力变化，形成了

6、被加工表面圆度误差，这种现象称为“误差复映”（二）由于切削力变化引起的加工误差误差复映误差复映的大小用误差复映系数ε表示。ε=△w／△m车削后工件的圆度误差：△w＝y1－y2毛坯圆度的最大误差：△m=ap1－ap2而Y1=Fymax/KxtY2=Fymin/Kxt又Fy=λCFzapf0.75Y1=λCFzap1f0.75/KxtY2=λCFzf0.75ap2/Kxt△w＝y1－y2=λCFzf0.75/Kxt(ap1－ap2)=λCFzf0.75/Kxt△mA---径向切削力系数，反映切削力大小。ε定量反映了工件经加工

7、后毛坯误差减小的程度。与A成正比，与Kxt成反比。若经多次走刀，总ε计算如下：ε∑=ε1×ε2×ε3×.....×εn=(λCFz/Kxt)n(f1×f2×f3×.....×fn)0.75由于ε是远小于1的系数，所以经多次走刀后，ε已降到很小值，加工误差也可得到逐渐减小而达到零件的加工精度要求。（三）惯性力、传动力、重力和夹紧力所引起的加工误差1、惯性力高速旋转的零部件的不平衡将产生离心力，离心力在一转中不断地变更方向，因此它在Y方向的分力有时和切削分力同向，有时则反向，从而破坏工艺系统各成形运动的位置精度。（三）惯性

8、力、传动力、重力和夹紧力所引起的加工误差２、传动力在车床或磨床类机床上加工轴类零件时，常用单爪拨盘带动工件旋转，传动力在拨盘的每一转中经常改变方向，其在方向的分力有时和切削分力同向，有时则反向，产生的加工误差与惯性力相似。为此，在加工精密零件时，改用双爪拨盘或柔性连接装置带动工件旋转。（三）惯性力、传动力、重力和