《机械制造工艺学》PPT课件

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1、第三节工艺系统受力变形对加工精度的影响一、基本概念工艺系统机床、夹具、工件、刀具破坏了刀具和工件间已调整好的相对位置和速度关系外力作用下切削力、传动力、惯性力、夹紧力、重力产生了加工误差机械制造工艺学车削细长轴时，在切削力的作用下，工件因弹性变形，而出现“让刀”，结果使零件产生腰鼓形。机械制造工艺学在内圆磨床上用横向切入磨孔时，由于内圆磨头主轴弯曲变形，磨出的孔会产生带有锥度的圆柱度误差。机械制造工艺学薄壁零件夹紧时，由于夹紧力的影响，会引起很大的形状误差。镗孔时，在切削力的作用下，刀杆产生弯曲变形，而出现“让刀”，结果使零件产生锥形。机械

2、制造工艺学1.物体的刚度任何一个物体受力后总要产生一些变形。作用力F与其作用下产生的变形量y的比值，称为物体的刚度。2.工艺系统刚度切削加工中，在各种外力作用下，工艺系统各部分将在各个受力方向产生相应的变形。对于工艺系统受力变形，主要研究误差敏感方向。工艺系统刚度kxt：零件加工表面法向分力Fy，与刀具在切削力作用下，相对于工件在该方向的位移yxt的比值。机械制造工艺学工艺系统刚度（N/mm）一般式：工艺系统的总变形量（mm）：而yjc、ydj、yjj、yg—分别表示机床、刀具、夹具、工件变形量（mm）kjc、kdj、kjj、kg—分别表示机

3、床、刀具、夹具、工件刚度（N/mm）二、工艺系统受力变形引起的加工误差（一）切削力着力点位置变化引起的工件形状误差切削过程中，工艺系统各环节的刚度和整个工艺系统的刚度，会随切削力作用点位置的变化而变化，也使工艺系统的受力变形随之变化，引起工件的加工误差。下面以在车床两顶尖之间车削光轴外圆为例加以说明，并且假设在加工过程中切削力保持不变。机械制造工艺学1、在车床两顶尖间车削短而粗的光轴短粗工件，工件刚度较大，在切削力作用下相对机床、夹具的变形要小得多，工艺系统的变形取决机床头架、尾座顶尖、刀架和刀具的变形，工件呈马鞍形。机械制造工艺学机械制造工

4、艺学next机械制造工艺学刀具切削点处工件轴线的位移代入上式得：机械制造工艺学工艺系统的总位移为：随着切削力作用点位置的变化，工艺系统的变形是变化的。显然这是由于工艺系统的刚度随切削力作用点位置的变化而变化所致。当按上述条件车削时，工艺系统刚度实为机床刚度。机械制造工艺学2、在车床两顶尖间车削细长轴细长零件，刚度低，在切削力作用下，其变形大大超过机床、夹具和刀具的变形，工艺系统的变形取决于零件的变形。工件呈鼓形。机械制造工艺学由于工件细长、刚度小，在切削力作用下，工件的轴线产生弯曲变形。根据材料力学的计算公式，切削点的变形量为：（二）由于切削

5、力变化引起的加工误差在零件同一截面内切削，由于材料硬度不均或加工余量的变化将引起切削力大小的变化，而此时工艺系统的刚度k是常量，造成变形不一致，导致零件产生加工误差。机械制造工艺学切削加工中，由于工件加工表面的几何形状误差引起切削力的变化，使工件加工前的误差△m以类似的形状反映到加工后的工件上去，造成加工后的误差△w，这种现象称为误差复映。误差复映机械制造工艺学毛坯形状误差复映车削有椭圆形圆度误差的短圆柱毛坯的外圆切削分力Fy可表示为：车削时xFc=1，在一次走刀中f不变，故：（A为径向切削力系数）毛坯存在圆度误差工件产生圆度误差△m越大△w

6、越大机械制造工艺学代入得：误差复映程度以误差复映系数ε表示：0<ε<1，可通过多次走刀来消除误差复映引起的加工误差。ε与系统刚度成反比，与径向切削力系数成正比，可增加系统刚度或减少径向切削力系数来减少误差复映。机械制造工艺学next（三）惯性力、传动力、重力和夹紧力引起的加工误差1、惯性力和传动力引起的加工误差机械制造工艺学在切削加工中，由于高速旋转的零部件（包括夹具、工件和刀具）的不平衡而产生离心力。在每一转中，离心力不断改变方向，它在误差敏感方向的分力大小的变化，会使工艺系统的受力变形也随之变化而产生加工误差。车削不平衡工件，离心力Fq与

7、切削力Fy方向相反时将工件推向刀具；相同时将工件拉离刀具，造成工件的圆度误差。机械制造工艺学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不断改变方向，和惯性力一样，其在误差敏感方向的分力与切削力Fy方向有时相同，有时相反，也会造成工件的圆度误差。加工精密零件时，应采用双爪卡盘或柔性连接装置带动工件旋转。2、夹紧力和重力引起的加工误差机械制造工艺学被加工工件在装夹的过程中，由于刚度较低或着力点不当，都会引起工件的变形，造成加工误差。特别是薄壁套筒、薄板等零件，更易于产生加工误差。薄壁工件磨削时夹紧变形机械

8、制造工艺学next机械制造工艺学重力引起的加工误差在工艺系统中，由于零部件自身重力所引起的相应变形，也会造成加工误差。如龙门铣床、龙门刨床刀架横梁的变形，铣镗床镗杆