工艺系统刚度及受力变形

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1、机械制造工程2-2霍文国机制系2013.11.18主要内容1.复习（提问）2.预备知识（加工精度、切削力）3.导入（本节知识在切削中的位置）4.概述（本节重点、难点）5.正文（切削力对加工精度影响）6.收获与体会（提高精度的措施）7.总结（作业、预习）卧式车床床身导轨在垂直面内和水平面内的直线度误差对车削轴类零件的加工精度有什么影响？影响程度有何不同？主轴部件主要存在哪几种误差？主轴的回转误差主要有那种形式？并以车床主轴为例，分析其对加工精度的影响？分析在镗内孔时，造成形状和位置误差的原因。上次课内容复习§5-1

2、概述§5-2加工精度的获得方法§5-3工艺系统的几何精度对加工精度的影响及其控制§5-4工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制§5-5工艺系统的热变形对加工精度的影响及其控制§5-6加工误差的统计分析§5-7保证和提高加工精度的主要途径第五章机械加工精度主要内容1.复习（提问）2.预备知识（加工精度、切削力）3.导入（本节知识在切削中的位置）4.概述（本节重点、难点）5.正文（切削力对加工精度影响）6.收获与体会（提高精度的措施）7.总结（作业、预习）基本概念加工精度尺寸精度形状精度位置精度加工误差与理想零件

3、的偏离加工精度的另一描述工艺系统机床刀具夹具工件原始误差工艺系统的误差产生加工误差的根源包括工艺系统静误差、动误差研究加工精度方法统计分析法1）机械加工精度的概念加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状及各表面相互位置等参数）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加工精度就越高。反之，越低。理想几何参数表面—绝对平面、圆柱面等；位置—绝对平行、垂直、同轴等；尺寸—位于公差带中心。机械加工精度尺寸精度形状精度位置精度一般情况下，形状误差应限制在位置公差之内，而位置误差又应限制在尺寸公差之内。2）机械加工精

4、度的组成3）加工误差与原始误差加工误差是指零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。加工误差的大小表示了加工精度的高低，加工误差是加工精度的度量。由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统的误差是工件产生加工误差的根源。我们把工艺系统的各种误差称之为原始误差。使工艺系统各组成部分之间的位置关系或速度关系偏离了理想状态，致使加工后的零件产生了加工误差。4）机械加工误差组成工艺系统静误差主轴回转误差导轨误差传动链误差一般刀具定尺寸刀具成形刀具展成法刀具试切法调整法外力作用点变化外力方向变化外力大小变化机床

5、几何误差工艺系统几何误差原理误差调整误差测量误差定位误差工艺系统动误差工艺系统力变形工艺系统热变形工艺系统内应力变形刀具几何误差夹具几何误差机床热变形工件热变形刀具热变形κrFzFrFyFxyFxFxyFxyfv图15切削力的分解Fr总切削力Fz主切削力Fy吃刀抗力Fx走刀抗力4）切削力切削实例例如车削细长轴时，工件在切削力的作用下会发生变形，使加工出的轴出现中间粗两头细的情况。1）车外圆实例吃刀抗力Fy（径向力/背向力）的影响它一般作用在工件刚度较弱的方向上，容易使工件变形，引起振动，影响加工精度。工艺系统：机

6、床、夹具、工件、刀具外力：切削力、传动力、惯性力、夹紧力、重力产生加工误差破坏了刀具、工件间相对位置2）工艺系统受力变形现象通过学习切削力对加工精度的影响，掌握工艺刚度和误差复映等概念。本节重点难点和学习方法§6-1概述§6-2加工精度的获得方法§6-3工艺系统的几何精度对加工精度的影响及其控制§6-4工艺系统的受力变形对加工精度的影响及其控制§6-5工艺系统的热变形对加工精度的影响及其控制§6-6加工误差的统计分析§6-7保证和提高加工精度的主要途径第六章机械加工精度机械加工中，若想获得准确的尺寸、形状和位置，

7、首先应具备准确的尺寸测量、工件装夹、刀具调整及成形运动等条件，这主要通过使用与零件精度相适应的机床、刀具、夹具、量具及工人的正确操作来实现。但具备了上述条件未必就能获得理想的加工表面，如细长轴的腰鼓、长孔的孔径减小等。这说明还有其它一些影响机械加工精度的因素，如工艺系统的受力变形、热变形等。在加工误差敏感方向上工艺系统所受外力与变形量之比工艺系统刚度（6-7）式中k——工艺系统刚度；Fp——吃刀抗力；ΔX——艺系统位移（切削合力作用下的位移）。1.工艺系统刚度的概念及其计算物体刚度是一常数，但工艺系统刚度并非如此

8、。1.工艺系统刚度的概念及其计算（6-8）式中k——工艺系统刚度；kjc——机床刚度；kjj——夹具刚度；kd——刀具刚度；kg——工件刚度。工艺系统受力变形等于工艺系统各组成部分受力变形之迭加。由此可导出工艺系统刚度与工艺系统各组成部分刚度之间的关系：工艺系统刚度计算（1）在车床顶尖间车削粗而短的光轴工艺系统受力变形对加工精度的影响2.工艺系统刚度对加工精度的影响⑴切削