工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差

1、LOGO機(jī)制教研室機(jī)制教研室第七章第七章 機(jī)械加工精度機(jī)械加工精度機(jī)械制造技術(shù)機(jī)械制造技術(shù)LOGO第七章第七章 機(jī)械加工精度機(jī)械加工精度第四節(jié)第四節(jié) 工藝系統(tǒng)受力變形引起的工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差加工誤差工藝系統(tǒng)剛度分析工藝系統(tǒng)剛度分析一一工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響二二一一本本節(jié)節(jié)教教學(xué)學(xué)內(nèi)內(nèi)容容第四節(jié)第四節(jié) 工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差三三減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施（1 1）了解工藝系統(tǒng)剛度的概念；）了解工藝系統(tǒng)剛度的概念；（2 2）掌握工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差對(duì)加工精）掌握工藝系統(tǒng)受力變

2、形引起的誤差對(duì)加工精度的影響；度的影響；（3 3）掌握減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施。）掌握減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施。本本節(jié)節(jié)教教學(xué)學(xué)要要求求第四節(jié)第四節(jié) 工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施。減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施。本本節(jié)節(jié)教教學(xué)學(xué)重重點(diǎn)點(diǎn)第四節(jié)第四節(jié) 工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析 工藝系統(tǒng)的受力變形是加工中一項(xiàng)很重要的原工藝系統(tǒng)的受力變形是加工中一項(xiàng)很重要的原始誤差。它不僅嚴(yán)重影響加工精度，而且還影響表始誤差。它不僅嚴(yán)重影響加工精度，而且還影響表面質(zhì)量，也限制切削用量和生產(chǎn)率

3、的提高。面質(zhì)量，也限制切削用量和生產(chǎn)率的提高。 第四節(jié)第四節(jié) 工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差一、工藝系統(tǒng)剛度分析一、工藝系統(tǒng)剛度分析工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析 工藝系統(tǒng)是由機(jī)床、刀具、夾具和工件組成的，工藝系統(tǒng)是由機(jī)床、刀具、夾具和工件組成的，在切削力、傳動(dòng)力、慣性力以及重力作用下，將產(chǎn)在切削力、傳動(dòng)力、慣性力以及重力作用下，將產(chǎn)生彈性、塑性變形和振動(dòng)。這種變形和振動(dòng)，將破生彈性、塑性變形和振動(dòng)。這種變形和振動(dòng)，將破壞刀具和工件之間的成形運(yùn)動(dòng)的位置關(guān)系和速度關(guān)壞刀具和工件之間的成形運(yùn)動(dòng)的位置關(guān)系和速度關(guān)系，還影響切削運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，從而產(chǎn)生各種系，還影響切削運(yùn)

4、動(dòng)的穩(wěn)定性，從而產(chǎn)生各種加工加工誤差誤差和表面粗糙度。和表面粗糙度。 （一）剛度的概念（一）剛度的概念第四節(jié)第四節(jié) 工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差 工藝系統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差工藝系統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，在車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，在切削力的作用下，切削力的作用下，工件因彈性變形，工件因彈性變形，而出現(xiàn)而出現(xiàn)“讓刀讓刀”，隨著刀具的進(jìn)給，隨著刀具的進(jìn)給，在工件的全長(zhǎng)上切在工件的全長(zhǎng)上切削深度由多變少，削深度由多變少，又由少變多，結(jié)果又由少變多，結(jié)果使零件產(chǎn)生腰鼓形使零件產(chǎn)生腰鼓形。 工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析 工藝系統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差工藝系

5、統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差 薄壁零件夾緊時(shí)，由于夾緊力的影響，會(huì)引薄壁零件夾緊時(shí)，由于夾緊力的影響，會(huì)引起很大的形狀誤差。起很大的形狀誤差。 工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析 工藝系統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差工藝系統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差鏜孔時(shí)，在切削力鏜孔時(shí)，在切削力的作用下，刀桿因的作用下，刀桿因產(chǎn)生彎曲變形，而產(chǎn)生彎曲變形，而出現(xiàn)出現(xiàn)“讓刀讓刀”，隨，隨著刀具的進(jìn)給，在著刀具的進(jìn)給，在工件的全長(zhǎng)上切削工件的全長(zhǎng)上切削深度由多變少，又深度由多變少，又由少變多，結(jié)果使由少變多，結(jié)果使零件產(chǎn)生錐形。零件產(chǎn)生錐形。 工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析 工藝系統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差工藝系統(tǒng)的受

6、力變形引起的加工誤差 在內(nèi)圓磨床上用橫向在內(nèi)圓磨床上用橫向切入磨孔時(shí)，由于內(nèi)圓切入磨孔時(shí)，由于內(nèi)圓磨頭主軸彎曲變形，磨磨頭主軸彎曲變形，磨出的孔會(huì)帶有錐度的圓出的孔會(huì)帶有錐度的圓柱度誤差。精度外圓一柱度誤差。精度外圓一般到磨削后期需進(jìn)行無(wú)般到磨削后期需進(jìn)行無(wú)進(jìn)給磨削，多次無(wú)進(jìn)給進(jìn)給磨削，多次無(wú)進(jìn)給磨削消除工藝系統(tǒng)受力磨削消除工藝系統(tǒng)受力變形。變形。工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析yFk 1.1.物體的剛度物體的剛度 任何一個(gè)物體受力后總要產(chǎn)生一些變形。作用任何一個(gè)物體受力后總要產(chǎn)生一些變形。作用力力F與其作用下產(chǎn)生的變形量與其作用下產(chǎn)生的變形量y的比值，稱為物體的的比值，稱為物體的剛度。剛度。

7、工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析（一）剛度的概念（一）剛度的概念xtxtyFkp 工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)剛度kxt ：工件加工表面的法向分力：工件加工表面的法向分力FP與總切削力（與總切削力（Fc 、 Fp、 Ff）作用下產(chǎn)生的沿法向的）作用下產(chǎn)生的沿法向的變形變形yxt之間的比值。之間的比值。2.2.工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)剛度 切削加工中，在各種外力作用下，工藝系統(tǒng)各部切削加工中，在各種外力作用下，工藝系統(tǒng)各部分將在各個(gè)受力方向產(chǎn)生相應(yīng)的變形。對(duì)于工藝系統(tǒng)分將在各個(gè)受力方向產(chǎn)生相應(yīng)的變形。對(duì)于工藝系統(tǒng)受力變形，主要研究誤差敏感方向。受力變形，主要研究誤差敏感方向。 工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析

8、析（一）剛度的概念（一）剛度的概念部件受力變形和零件受力變形的關(guān)系部件受力變形和零件受力變形的關(guān)系2.2.工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)剛度工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析 工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)的受力變形應(yīng)等于各環(huán)節(jié)在誤差敏感的受力變形應(yīng)等于各環(huán)節(jié)在誤差敏感方向的變形之和。即：方向的變形之和。即：gjjjdjjcxtyyyyy2.2.工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)剛度gjPgjjjPjjdjPdjjcPjcyFkyFkyFkyFk,gjpjjpdjpjcppxtpxtkFkFkFkFFyFkgjjjdjjcxtkkkkk11111工藝系統(tǒng)剛度計(jì)工藝系統(tǒng)剛度計(jì)算的一般式為算的一般式為工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析 工

9、件用三爪卡盤(pán)裝夾，工件的變形可按懸臂梁計(jì)算：工件用三爪卡盤(pán)裝夾，工件的變形可按懸臂梁計(jì)算： 最大變形：最大變形： 最小剛度為：最小剛度為：（二）工件、刀具的剛度（二）工件、刀具的剛度1.1.工件的剛度工件的剛度 形狀規(guī)則、簡(jiǎn)單的工件的剛度可用有關(guān)力學(xué)公式形狀規(guī)則、簡(jiǎn)單的工件的剛度可用有關(guān)力學(xué)公式推算。如長(zhǎng)軸工件用兩頂尖裝夾，工件的變形可按簡(jiǎn)推算。如長(zhǎng)軸工件用兩頂尖裝夾，工件的變形可按簡(jiǎn)支梁計(jì)算：支梁計(jì)算： 最大變形：最大變形： 最小剛度：最小剛度： 3maxmin48LEIyFkpEILFyp483maxEILFyp33max3maxmin3LEIyFkp工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析 如用

10、鏜桿懸臂鏜削工件時(shí)，刀具的變形可按懸臂如用鏜桿懸臂鏜削工件時(shí)，刀具的變形可按懸臂梁計(jì)算：梁計(jì)算： 最大變形：最大變形： 最小剛度為：最小剛度為：2.2.刀具的剛度刀具的剛度 當(dāng)?shù)毒叩男螤畋容^簡(jiǎn)單時(shí)，其剛度也可用有關(guān)力當(dāng)?shù)毒叩男螤畋容^簡(jiǎn)單時(shí)，其剛度也可用有關(guān)力學(xué)公式推算。學(xué)公式推算。EILFyp33max3maxmin3LEIyFkp工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析（二）工件、刀具的剛度（二）工件、刀具的剛度靜剛度測(cè)量靜剛度測(cè)量（三）機(jī)床部件的剛度及特點(diǎn)（三）機(jī)床部件的剛度及特點(diǎn) 由于機(jī)床部件剛由于機(jī)床部件剛度的復(fù)雜性，很難用度的復(fù)雜性，很難用理論公式計(jì)算，剛度理論公式計(jì)算，剛度計(jì)算主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)

11、方計(jì)算主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定。下頁(yè)圖為法來(lái)測(cè)定。下頁(yè)圖為用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出的車用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出的車床刀架部件的剛度曲床刀架部件的剛度曲線。線。 工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析車床刀架部件靜剛度曲線車床刀架部件靜剛度曲線工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析（三）機(jī)床部件的剛度及特點(diǎn)（三）機(jī)床部件的剛度及特點(diǎn) 從機(jī)床靜剛度曲線可以看出：從機(jī)床靜剛度曲線可以看出： 1 1）剛度曲線不是直線，力和變形不成線性關(guān)系。）剛度曲線不是直線，力和變形不成線性關(guān)系。這表明部件的變形不單純是彈性變形。這表明部件的變形不單純是彈性變形。 車床刀架部件靜剛度曲線車床刀架部件靜剛度曲線工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析（三）機(jī)床

12、部件的剛度及特點(diǎn)（三）機(jī)床部件的剛度及特點(diǎn) 2 2）加載曲線與卸載曲線不重合。兩曲線間的包）加載曲線與卸載曲線不重合。兩曲線間的包容面積代表循環(huán)中消耗的能量，即消耗在零件間的接容面積代表循環(huán)中消耗的能量，即消耗在零件間的接觸變形、摩擦和塑性變形所作的功。觸變形、摩擦和塑性變形所作的功。 車床刀架部件靜剛度曲線車床刀架部件靜剛度曲線工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析（三）機(jī)床部件的剛度及特點(diǎn)（三）機(jī)床部件的剛度及特點(diǎn) 3 3）加載曲線與卸載曲線不封閉。圖中第一次加）加載曲線與卸載曲線不封閉。圖中第一次加載、卸載后曲線回不到原點(diǎn)，說(shuō)明部件中存在間隙和載、卸載后曲線回不到原點(diǎn)，說(shuō)明部件中存在間隙和殘余

13、變形。殘余變形。 車床刀架部件靜剛度曲線車床刀架部件靜剛度曲線工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析（三）機(jī)床部件的剛度及特點(diǎn)（三）機(jī)床部件的剛度及特點(diǎn) 4 4）部件的剛度遠(yuǎn)比同樣實(shí)體零件的剛度低得）部件的剛度遠(yuǎn)比同樣實(shí)體零件的剛度低得多。多。 因?yàn)闄C(jī)床部件由許多零件組成，零件之間存在因?yàn)闄C(jī)床部件由許多零件組成，零件之間存在著結(jié)合面、配合間隙和剛度薄弱環(huán)節(jié)，機(jī)床部件剛著結(jié)合面、配合間隙和剛度薄弱環(huán)節(jié)，機(jī)床部件剛度受這些因素影響，特別是薄弱環(huán)節(jié)對(duì)部件剛度影度受這些因素影響，特別是薄弱環(huán)節(jié)對(duì)部件剛度影響較大響較大 。車床刀架部件靜剛度曲線車床刀架部件靜剛度曲線工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析（三）機(jī)床部

14、件的剛度及特點(diǎn)（三）機(jī)床部件的剛度及特點(diǎn) 機(jī)床部件的剛度除與本身的結(jié)構(gòu)及材料性能有關(guān)機(jī)床部件的剛度除與本身的結(jié)構(gòu)及材料性能有關(guān)外，還受下列因素影響。外，還受下列因素影響。 （四）影響機(jī)床部件的剛度的因素（四）影響機(jī)床部件的剛度的因素 零件表面總是存在著宏零件表面總是存在著宏觀和微觀的形狀誤差，連接觀和微觀的形狀誤差，連接表面之間的實(shí)際接觸面積小表面之間的實(shí)際接觸面積小于名義接觸面積。在外力作于名義接觸面積。在外力作用下，這些接觸處將產(chǎn)生較用下，這些接觸處將產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力而引起接觸變大的接觸應(yīng)力而引起接觸變形。既有彈性變形，也有局形。既有彈性變形，也有局部的塑性變形。部的塑性變形。工工藝藝系

15、系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析1.1.連接表面的接觸變形連接表面的接觸變形連接表面間的接觸變形連接表面間的接觸變形 零件接觸面在外力作用下抵抗接觸變形的能力稱零件接觸面在外力作用下抵抗接觸變形的能力稱為為接觸剛度接觸剛度。影響接觸剛度的主要因素是。影響接觸剛度的主要因素是接觸表面的接觸表面的粗糙度粗糙度、表面形狀誤差表面形狀誤差、材料的硬度材料的硬度等。等。 工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析（四）影響機(jī)床部件的剛度的因素（四）影響機(jī)床部件的剛度的因素薄弱零件變形示意圖薄弱零件變形示意圖 如果部件中有某些剛度如果部件中有某些剛度很低的零件時(shí)，受力后這些很低的零件時(shí)，受力后這些低剛度零件會(huì)產(chǎn)生很大的變低剛

16、度零件會(huì)產(chǎn)生很大的變形，使整個(gè)部件的剛度降低。形，使整個(gè)部件的剛度降低。如圖所示，由于床鞍部件中如圖所示，由于床鞍部件中的楔鐵細(xì)長(zhǎng)、剛性差，不易的楔鐵細(xì)長(zhǎng)、剛性差，不易加工平直，加上使用接觸不加工平直，加上使用接觸不良，在外力作用下，就會(huì)產(chǎn)良，在外力作用下，就會(huì)產(chǎn)生很大變形，使部件剛度大生很大變形，使部件剛度大大降低。大降低。2.2.部件中薄弱零件的影響部件中薄弱零件的影響工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析（四）影響機(jī)床部件的剛度的因素（四）影響機(jī)床部件的剛度的因素3.3.零件間的間隙和摩擦力的影響零件間的間隙和摩擦力的影響 零件配合面間的間隙對(duì)部件剛度的影響，主要反零件配合面間的間隙對(duì)部件剛度

17、的影響，主要反映在載荷經(jīng)常變化的鏜床和銑床上。當(dāng)載荷方向改變映在載荷經(jīng)常變化的鏜床和銑床上。當(dāng)載荷方向改變時(shí)，間隙引起的位移，影響刀具與零件表面間的準(zhǔn)確時(shí)，間隙引起的位移，影響刀具與零件表面間的準(zhǔn)確位置。如果載荷是單向的，那么在第一次加載消除間位置。如果載荷是單向的，那么在第一次加載消除間隙后，對(duì)加工精度影響較小。隙后，對(duì)加工精度影響較小。間隙對(duì)剛度曲線的影響間隙對(duì)剛度曲線的影響工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度分分析析（四）影響機(jī)床部件的剛度的因素（四）影響機(jī)床部件的剛度的因素1.1.切削力作用點(diǎn)位置變化引起的加工誤差切削力作用點(diǎn)位置變化引起的加工誤差 切削過(guò)程中，工藝系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)的剛度和整個(gè)工切削過(guò)

18、程中，工藝系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)的剛度和整個(gè)工藝系統(tǒng)的剛度，會(huì)隨切削力作用點(diǎn)位置的變化而變化，藝系統(tǒng)的剛度，會(huì)隨切削力作用點(diǎn)位置的變化而變化，也使工藝系統(tǒng)的受力變形隨之變化，引起工件的加工也使工藝系統(tǒng)的受力變形隨之變化，引起工件的加工誤差。誤差。 下面以在車床兩頂尖之間車削光軸外圓為例加以下面以在車床兩頂尖之間車削光軸外圓為例加以說(shuō)明，并且假設(shè)在加工過(guò)程中切削力保持不變。說(shuō)明，并且假設(shè)在加工過(guò)程中切削力保持不變。工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響二、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響（1 1）在車床頂尖間車削粗而短的光軸）在車床頂尖間車削粗

19、而短的光軸工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響 由于車刀和由于車刀和工件剛度很高，工件剛度很高，變形極小，故可變形極小，故可忽略不計(jì)。此時(shí)忽略不計(jì)。此時(shí)，工藝系統(tǒng)的總，工藝系統(tǒng)的總變形完全取決于變形完全取決于頭架、尾座（包頭架、尾座（包括頂尖）和刀架括頂尖）和刀架的變形。的變形。（1 1）在車床頂尖間車削粗而短的光軸）在車床頂尖間車削粗而短的光軸工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響（1 1）在車床頂尖間車削粗而短的光軸）在車床頂尖間車削粗而短的光軸LxyLxLyLxyyyxyywztjtjwztjtjx)(刀具切削點(diǎn)處工刀具切削點(diǎn)處工件軸

20、線的位移件軸線的位移 LxLkFkFytjPtjAtjLxkFkFywzPwzBwz22LxkFLxLkFywzPtjPx工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響（1 1）在車床頂尖間車削粗而短的光軸）在車床頂尖間車削粗而短的光軸刀具切削點(diǎn)處工刀具切削點(diǎn)處工件軸線的位移件軸線的位移 22LxkFLxLkFywzPtjPx工藝系統(tǒng)的總位移為：工藝系統(tǒng)的總位移為：djwztjPdjxxtkLxkLxLkFyyy11122工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響（1 1）在車床頂尖間車削粗而短的光軸）在車床頂尖間車削粗而短的光軸 Lkkkxwztjwz

21、PdjwztjjcFkkky11min 隨著切削力作用點(diǎn)位置的變化，工藝系統(tǒng)的變隨著切削力作用點(diǎn)位置的變化，工藝系統(tǒng)的變形是變化的。顯然這是由于工藝系統(tǒng)的剛度是隨切形是變化的。顯然這是由于工藝系統(tǒng)的剛度是隨切削力作用點(diǎn)位置的變化而變化所致。當(dāng)按上述條件削力作用點(diǎn)位置的變化而變化所致。當(dāng)按上述條件車削時(shí)，工藝系統(tǒng)剛度實(shí)為機(jī)床剛度。車削時(shí)，工藝系統(tǒng)剛度實(shí)為機(jī)床剛度。時(shí)機(jī)床剛度最大，變形最小，即時(shí)機(jī)床剛度最大，變形最小，即 用極值的方法，可以求出當(dāng)用極值的方法，可以求出當(dāng)工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響加工短粗工件，加工短粗工件，工件剛度較大，工件剛度較大，變形要小，

22、工藝變形要小，工藝系統(tǒng)的變形取決系統(tǒng)的變形取決于機(jī)床頭、尾架、于機(jī)床頭、尾架、頂尖、刀架和刀頂尖、刀架和刀具的變形，工件具的變形，工件產(chǎn)生鞍形加工誤產(chǎn)生鞍形加工誤差。差。 （1 1）在車床頂尖間車削粗而短的光軸）在車床頂尖間車削粗而短的光軸工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響 （2 2）在兩頂尖間車削細(xì)長(zhǎng)軸）在兩頂尖間車削細(xì)長(zhǎng)軸 由于工件細(xì)長(zhǎng)、剛度小，在切削力作用下，工件由于工件細(xì)長(zhǎng)、剛度小，在切削力作用下，工件的軸線產(chǎn)生彎曲變形。切削點(diǎn)的變形量為的軸線產(chǎn)生彎曲變形。切削點(diǎn)的變形量為L(zhǎng)xxLEIFyPw22)(3工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的

23、的影影響響 加工細(xì)長(zhǎng)工件，加工細(xì)長(zhǎng)工件，剛度低，工藝系統(tǒng)的變形取決剛度低，工藝系統(tǒng)的變形取決于工件的變形，于工件的變形，產(chǎn)生鼓形加工誤差。產(chǎn)生鼓形加工誤差。 （2 2）在兩頂尖間車削細(xì)長(zhǎng)軸）在兩頂尖間車削細(xì)長(zhǎng)軸 EILFyPw483max當(dāng)當(dāng)x=L/2時(shí)，工件剛度最小，變形最大。時(shí)，工件剛度最小，變形最大。工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響2.2.切削力大小變化引起的加工誤差切削力大小變化引起的加工誤差誤差復(fù)映規(guī)律誤差復(fù)映規(guī)律工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響 在切削加工中，由于工件加工余量或材料硬度不在切削加工中，由于工件加工余量或

24、材料硬度不均勻，會(huì)引起切削力大小的變化，從而使工藝系統(tǒng)受均勻，會(huì)引起切削力大小的變化，從而使工藝系統(tǒng)受力變形不一致而產(chǎn)生加工誤差。力變形不一致而產(chǎn)生加工誤差。 誤差復(fù)映規(guī)律：當(dāng)毛坯有形狀誤差或位置誤差時(shí)，誤差復(fù)映規(guī)律：當(dāng)毛坯有形狀誤差或位置誤差時(shí)，加工后工件仍會(huì)有同類的加工誤差。但每次走刀后工加工后工件仍會(huì)有同類的加工誤差。但每次走刀后工誤差將逐步減少。誤差將逐步減少。下圖為車削有橢圓形圓度誤差的短圓柱毛坯外圓下圖為車削有橢圓形圓度誤差的短圓柱毛坯外圓ccFcFcFyxpFcpKfaCFF車削時(shí)車削時(shí)xFc=1，在一次走刀中，在一次走刀中f不變，故不變，故：ppaAF1.1.切削力大小變化引起

25、的加工誤差切削力大小變化引起的加工誤差誤差復(fù)映規(guī)律誤差復(fù)映規(guī)律工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響xtpxtpxtpxtpkaAkFykaAkFy221121工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形引引起起的的加加工工誤誤差差1.1.切削力大小變化引起的加工誤差切削力大小變化引起的加工誤差誤差復(fù)映規(guī)律誤差復(fù)映規(guī)律21ppmaa21yygmg1xtkAmxtppxtgkAaakAyy)(2121mxtkA1111,mnnnnxtnnkA211,121nz 可見(jiàn)：可見(jiàn)：n，則：，則：；kxt，則：，則：1.1.切削力大小變化引起的加工誤差切削力大小變化引起的加工誤差誤差復(fù)映規(guī)律

26、誤差復(fù)映規(guī)律工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響1.1.切削力大小變化引起的加工誤差切削力大小變化引起的加工誤差誤差復(fù)映規(guī)律誤差復(fù)映規(guī)律工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響3.3.工藝系統(tǒng)其它力引起的加工誤差工藝系統(tǒng)其它力引起的加工誤差 （1 1）慣性力引起的加工誤差）慣性力引起的加工誤差 在切削加工中，由于高速旋轉(zhuǎn)的零部件（包括夾在切削加工中，由于高速旋轉(zhuǎn)的零部件（包括夾具、工件和刀具）的不平衡而產(chǎn)生離心力。在每一轉(zhuǎn)具、工件和刀具）的不平衡而產(chǎn)生離心力。在每一轉(zhuǎn)中，離心力不斷改變方向，它在誤差敏感方向的分力中，離心力不斷改變方向，它在誤

27、差敏感方向的分力有時(shí)將工件推向刀具，有時(shí)將工件拉離刀具，使工藝有時(shí)將工件推向刀具，有時(shí)將工件拉離刀具，使工藝系統(tǒng)的受力變形發(fā)生變化，從而引起加工誤差。系統(tǒng)的受力變形發(fā)生變化，從而引起加工誤差。 工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響 在車床或磨床類在車床或磨床類機(jī)床上加工軸類零件機(jī)床上加工軸類零件時(shí)，常用單爪撥盤(pán)帶時(shí)，常用單爪撥盤(pán)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)力動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)力在撥盤(pán)的每一轉(zhuǎn)中不在撥盤(pán)的每一轉(zhuǎn)中不斷改變方向，和慣性斷改變方向，和慣性力一樣，其在誤差敏力一樣，其在誤差敏感方向的分力有時(shí)將感方向的分力有時(shí)將工件推向刀具，有時(shí)工件推向刀具，有時(shí)將工件拉離刀具，從將工件

28、拉離刀具，從而造成工件的圓度誤而造成工件的圓度誤差。差。 （2 2）傳動(dòng)力引起的加工誤差）傳動(dòng)力引起的加工誤差 工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響 被加工工件在裝夾過(guò)程中，由于剛度較低或著力被加工工件在裝夾過(guò)程中，由于剛度較低或著力點(diǎn)不當(dāng)，都會(huì)引起工件的變形，造成加工誤差。特別點(diǎn)不當(dāng)，都會(huì)引起工件的變形，造成加工誤差。特別是薄壁套、薄板等零件，易于產(chǎn)生加工誤差。是薄壁套、薄板等零件，易于產(chǎn)生加工誤差。（3 3）夾緊力引起的加工誤差）夾緊力引起的加工誤差工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響（3 3）夾緊力引起的加工誤差）夾緊力引起的加工誤

29、差工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響（3 3）夾緊力引起的加工誤差）夾緊力引起的加工誤差工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響 在工藝系統(tǒng)中，由于零部件自身的重力所引起的在工藝系統(tǒng)中，由于零部件自身的重力所引起的相應(yīng)變形，也會(huì)造成加工誤差。如龍門(mén)銑床、龍門(mén)刨相應(yīng)變形，也會(huì)造成加工誤差。如龍門(mén)銑床、龍門(mén)刨床刀架橫梁的變形，銑鏜床鏜桿伸長(zhǎng)而下垂變形，搖床刀架橫梁的變形，銑鏜床鏜桿伸長(zhǎng)而下垂變形，搖臂鉆床搖臂的彎曲變形等，都會(huì)造成加工誤差。臂鉆床搖臂的彎曲變形等，都會(huì)造成加工誤差。（4 4）重力引起的加工誤差）重力引起的加工誤差 工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形對(duì)對(duì)加加工工精精度度的的影影響響三、減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施三、減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施減減小小工工藝藝系系統(tǒng)統(tǒng)受受力力變變形形的的措措施施1.提高工件的剛度提高工件的剛度增加支承提