机械制造工艺学--教案3

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1、课题:2.2工艺系统的受力变形对加工精度的影响2.3工艺系统的热变形对加工精度的彫响2.4加工误差的统计分析教学目标：掌握影响加工精度的因素，教学重点：工艺系统的几何精度、受力变形及热变形对加工精度的影响；加工误差的统计分析教学难点:教具、教学素材准备：教学方法：教学时数:教学过程：（教师授课思路、设问及讲解要点）工艺系统的各种误差对加工精度的影响；加工误差的统计分析教鞭，多媒体，使用PPT。讲授三、工艺系统受力变形及其对加工精度的影响㈠工艺系统刚度由机床、夹具、工件、刀具所组成的工艺系统是一个弹性系统，在加工过程中由于切削力、夹紧力、重力、传动力、惯性力等外力的作用，将引起工艺系统各环节产生

2、弹性变形，此变形造成位移。同时系统中各元件因其接触处的间隙也会产生位移和接触变形，从而破坏了刀具与工件间已获得的准确位置，产生加工误差。工艺系统受力变形不但影响加工精度，还影响表面质量。图2-19车床各部位弹性联接弹性系统抵抗外力使其变形的能力称为刚度。工艺系统的刚度是以外切削力和在该力方向上所引起的刀具和工件间相对变形位移的比值表示，即由于切削力F有三个分力Fx、Fy、Fz,所以刚度也有相应的三个方向的刚度，计算工艺系统刚度就只考虑此方向上的切削分力FY和变形位移量Y,即工艺系统由机床、夹具、刀具及工件组成，因此工艺系统受力变形总位移是各组成部分变形位移的叠加，即由此可得即当知道工艺系统的各

3、组成部分的刚度后，就可求得整个工艺系统的刚度⑴工件的刚度当用卡盘装夹棒料时，工件的变形可按悬臂梁计算。如图一L1L5X£Fya)b)式屮，E——棒料的弹性模量，I——棒料截面惯性矩。当用两顶尖装夹棒料时，工件的变形可按简支梁计算，即工件的刚度为当刀尖处于工作中间位置时，工件的刚度最小，变形最大。⑵刀具的刚度对于车刀，因变形甚微可忽略不计。对于铿内孔和磨内圆可按悬臂梁计算。⑶夹具的刚度机床夹具按机床部件处理，不再单独计算。⑷机床刚度机床总变形位移量将是机床主轴箱、尾座及刀架等部件变形位移量的综合反映。如图，在切削力作用下，主轴箱等都有一定位移，此时工件的轴心线移动，刀尖也移位。图2-23工艺系统

4、的位移随切削点位置的变化情况则工件在切削变形点处的位移为由于所以设定引起主轴箱、尾座处的作用力，整理后有则刀具在X处相对于工件法向总位移为由此可知，工艺系统的刚度在沿工件轴向的各个位置是不同的，所以加工后工件各个横截面的直径尺寸也不相同，造成了加工后工件的形状误差。匡225力交彩咽切"!点怛艮空化闵侑况㈡误差复映规律以加工过程小，由于工件毛坯加工余量或材料硬度的变化，引起切削力和工艺系统受力变形的变化，因而产生工件的尺寸误差和形状误差。如图，切削力FY随背吃刀量ap的变化而变化，引起工艺系统中机床的相应变形，这样就使毛坯的圆度误差复映到加工后的工件表面，这种现象称为“误差复映”。根据切削原理公

5、式有1K系统△坯«系统图2-26毛坯形状的误差复映毛坯上的最大误差为，工件上的最大误差为工件在一次走刀后的加工误差为△匚=max_耳max_FyminK系统K系统=迢劭严卫-J--力严75A系统=%；严75孤=QQ,严75K系统教学后记: