機(jī)械制造工藝與夾具教案（第3章 機(jī)械加工精度）

課題：概述教學(xué)目的、要求：1、掌握機(jī)械加工精度的概念2、了解加工誤差的來源和原始誤差教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：機(jī)械加工精度的概念難點(diǎn)：機(jī)械加工精度的概念教學(xué)過程：導(dǎo)入新課、授新課3.1概述一、機(jī)械加工精度的概念1、概念機(jī)械加工精度（簡(jiǎn)稱加工精度）是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和相互位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度。實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏離程度稱為加工誤差。2、零件的加工精度組成：零件的加工精度包含尺寸精度、形狀精度和位置精度。3、研究加工精度的目的：就是要分析影響加工精度的各種因素及其存在規(guī)律，從而找出減少加工誤差，提高加工精度的合理途徑。二、加工誤差的來源和原始誤差1、原始誤差的概念：在機(jī)械加工中，機(jī)床、夾具、刀具和工件組成了一個(gè)完整的系統(tǒng)，稱為工藝系統(tǒng)，加工精度問題也就涉及到整個(gè)工藝系統(tǒng)的精度問題。由于工藝系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)及加工過程中的物理現(xiàn)象產(chǎn)生的誤差稱為原始誤差。2、原始誤差的來源原始誤差主要來源于兩個(gè)方面。一方面是工藝系統(tǒng)本身的誤差，包括加工原理誤差，機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差，工件的裝夾誤差等；另一方面是加工過程中出現(xiàn)的載荷和各種干擾，包括工藝系統(tǒng)的受力變形、熱變形、振動(dòng)、磨損等引起的誤差。研究加工精度時(shí)，通常按照工藝系統(tǒng)誤差的性質(zhì)將其歸納為四個(gè)方面：（1）工藝系統(tǒng)的幾何誤差；（2）工藝系統(tǒng)的受力變形所引起的誤差；（3）工藝系統(tǒng)的熱變形所引起的誤差；（4）工件內(nèi)應(yīng)力變化所引起的誤差。[復(fù)習(xí)總結(jié)][布置作業(yè)]

課題：工藝系統(tǒng)的幾何誤差教學(xué)目的、要求：掌握工藝系統(tǒng)的幾何誤差的概念和常見誤差教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：機(jī)床的幾何誤差難點(diǎn)：機(jī)床的幾何誤差教學(xué)過程：（一）復(fù)習(xí)提問1、機(jī)械加工精度的概念2、加工誤差的來源和原始誤差（二）導(dǎo)入新課、授新課3.2工藝系統(tǒng)的幾何誤差一、工藝系統(tǒng)的幾何誤差組成：工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括加工原理誤差、機(jī)床幾何誤差、刀具和夾具的制造誤差、工件的裝夾誤差、調(diào)整誤差以及工藝系統(tǒng)磨損所引起的誤差。二、常見工藝系統(tǒng)的幾何誤差1、加工原理誤差加工原理誤差是指采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃輪廓進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。采用近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃輪廓，雖然會(huì)帶來加工原理誤差，但往往可以簡(jiǎn)化機(jī)床或刀具的結(jié)構(gòu)，有時(shí)反而可以得到高的加工精度，并且能提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。因此，只要其誤差不超過規(guī)定的精度要求，在生產(chǎn)中仍得到廣泛的應(yīng)用。2、機(jī)床的幾何誤差機(jī)床的制造誤差、安裝誤差、使用中的磨損等都會(huì)在加工中直接影響刀具與工件的相互位置精度，造成加工誤差。機(jī)床的幾何誤差主要包括：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差和傳動(dòng)鏈誤差。（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差1）主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式①軸向竄動(dòng)：②徑向跳動(dòng)：③角度擺動(dòng)：2）影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素①主軸誤差②主要包括主軸支承軸頸的圓度誤差、同軸度誤差（使主軸軸心線發(fā)生偏斜）和主軸軸頸軸向承載面與軸線的垂直度誤差（影響主軸軸向竄動(dòng)量）。③主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度及熱變形。3）提高主軸回轉(zhuǎn)精度的途徑：①根據(jù)機(jī)床精度要求選擇相應(yīng)精度等級(jí)的軸承，②恰當(dāng)確定支承軸頸、支承座孔等有關(guān)零件的精度及其與軸承的配合精度，并嚴(yán)格保證裝配質(zhì)量要求。（2）機(jī)床導(dǎo)軌誤差1）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度誤差的影響2）導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度誤差的影響3）導(dǎo)軌面間平行度誤差的影響4）導(dǎo)軌對(duì)主軸軸心線平行度誤差的影響（3）機(jī)床的傳動(dòng)誤差機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差是指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差。為減少傳動(dòng)鏈誤差對(duì)加工精度的影響，可以采取以下措施：①盡量縮短傳動(dòng)鏈。減少傳動(dòng)元件數(shù)量，可減少誤差的來源；②采用降速比傳動(dòng)。特別是傳動(dòng)鏈末端傳動(dòng)副的傳動(dòng)比越小，則傳動(dòng)鏈中其余各傳動(dòng)元件誤差對(duì)傳動(dòng)精度的影響就越??；附加位移③提高傳動(dòng)元件，尤其是末端傳動(dòng)元件的制造精度和裝配精度；附加位移④采用校正裝置。其實(shí)質(zhì)是人為加入一個(gè)大小與傳動(dòng)鏈原有的傳動(dòng)誤差大小相等方向相反的誤差，以抵消原有的傳動(dòng)鏈誤差。如圖3-10所示為絲杠誤差的校正裝置。3、刀具誤差刀具誤差包括刀具制造誤差、安裝誤差和磨損。定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、槽銑刀、拉刀等）加工時(shí)，刀具的制造誤差和磨損直接影響被加工工件的尺寸精度。成形刀具（如成形車刀、成形銑刀等)的制造誤差和磨損主要影響被加工工件的形狀精度。一般刀具(如車刀、銑刀、鏜刀等)制造誤差對(duì)加工精度無直接影響，但刀具在切削過程中產(chǎn)生的磨損，將會(huì)影響加工精度。如：車削長(zhǎng)軸時(shí)，車刀磨損將使工件出現(xiàn)錐度，產(chǎn)生圓柱度誤差。為減少刀具制造誤差和磨損對(duì)加工精度的影響，應(yīng)合理規(guī)定定尺寸刀具和成形刀具的制造誤差，正確選擇刀具材料、切削用量和冷卻潤(rùn)滑液，提高刀具的刃磨質(zhì)量，以減少初期磨損。4、夾具誤差和裝夾誤差?yuàn)A具誤差主要是指夾具的定位元件、導(dǎo)向元件及夾具體等的加工與裝配誤差，它對(duì)被加工工件的位置誤差有較大的影響。夾具的磨損是逐漸而緩慢的過程，它對(duì)加工誤差的影響不很明顯，對(duì)它們進(jìn)行定期的檢測(cè)和維修，便可提高其幾何精度。5、調(diào)整誤差零件加工時(shí)，為了保證加工精度必須對(duì)機(jī)床、夾具和刀具進(jìn)行調(diào)整，由于調(diào)整不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。如，用試切法調(diào)整時(shí)的測(cè)量誤差、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差及最小極限切削厚度的影響；用調(diào)整法調(diào)整時(shí)的定程機(jī)構(gòu)的誤差，用樣板或樣件調(diào)整時(shí)樣板或樣件的誤差。6、測(cè)量誤差在工序調(diào)整及加工過程中測(cè)量工件時(shí)，由于測(cè)量方法、量具精度等因素對(duì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的影響而產(chǎn)生的誤差。[復(fù)習(xí)總結(jié)][布置作業(yè)]

課題：工藝系統(tǒng)的受力變形教學(xué)目的、要求：1、理解工藝系統(tǒng)的剛度概念2、熟悉工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響3、掌握減少工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：減少工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施難點(diǎn)：工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響教學(xué)過程：（一）復(fù)習(xí)提問工藝系統(tǒng)的幾何誤差的概念和常見誤差（二）導(dǎo)入新課、授新課3.3工藝系統(tǒng)的受力變形工藝系統(tǒng)受力變形的大小，與所受載荷的大小、載荷性質(zhì)和系統(tǒng)的剛度有關(guān)。1．工藝系統(tǒng)的剛度概述（1）工藝系統(tǒng)組成：由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的。（2）工藝系統(tǒng)的剛度：表明工藝系統(tǒng)在各種外力作用下抵抗變形的能力。在同樣載荷作用下，系統(tǒng)剛度大，變形小，反之變形大。（3）影響因素：工藝系統(tǒng)剛度的大小是由組成工藝系統(tǒng)的各部分的剛度所決定的。工藝系統(tǒng)的各部分又是由部件或零件組成，因此，關(guān)鍵零部件也影響著系統(tǒng)的剛度。影響機(jī)床部件剛度的因素：①連接表面的接觸變形零部件間的實(shí)際接觸面積遠(yuǎn)小于理想接觸面積，在外力作用下，這些接觸處將產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力引起接觸變形，而這種變形中既有表面層的彈性變形，又有局部的塑性變形，使得部件的剛度遠(yuǎn)比同尺寸實(shí)體的零件本身的剛度要低得多。②部件中薄弱零件的變形機(jī)床部件中薄弱零件的受力變形對(duì)部件剛度影響很大，如圖3-12所示，刀架部件中的楔鐵，剛度很差，很容易發(fā)生變形，會(huì)使整個(gè)部件的剛度變差。③間隙的影響在加工過程中，如果單向受力，加載后間隙消除，間隙對(duì)位移沒有影響，但像鏜床、銑床等，受力方向經(jīng)常改變，則間隙將影響刀具相對(duì)于零件表面的準(zhǔn)確位置，產(chǎn)生較大的加工誤差。④摩擦的影響在加載時(shí)零件接觸面間的摩擦力阻止變形的增大，卸載時(shí)摩擦力阻止變形的回復(fù)，使加載和卸載曲線不重合。2．工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響(1)由于切削力作用點(diǎn)位置變化而產(chǎn)生的變形如圖3-13a所示為在車床上用兩頂尖裝夾加工短而粗的軸。由于工件剛度較大，在切削力作用下工件的變形相對(duì)于機(jī)床、夾具和刀具變形要小得多，故工藝系統(tǒng)的變形完全取決于機(jī)床主軸箱、尾架、頂尖和刀架（包括刀具）的變形。工藝系統(tǒng)的總位移量為：（3-1）從式（3-1）可以看出，工藝系統(tǒng)的變形是隨著力點(diǎn)位置變化而變化的，x值的變化引起yxt的變化，進(jìn)而引起切削深度的變化，結(jié)果使工件產(chǎn)生圓柱度誤差。當(dāng)按上述條件車削時(shí)，工藝系統(tǒng)的剛度實(shí)為機(jī)床的剛度。如設(shè)ktj=6×104N/mm，kwz=5×104N/mm，kdj=4×104N/mm，F(xiàn)Y=300N，工件長(zhǎng)度L=600mm則沿工件長(zhǎng)度上系統(tǒng)的位移如下表所示：x0(頭架處)L/6L/3L/2(工件中點(diǎn)處)2L5LL(尾座處)yxt（mm）0.01250.01110.01040.01030.01070.01180.0135故工件呈馬鞍形。如圖3-13b所示為在車床上用兩頂尖裝夾加工細(xì)長(zhǎng)軸。由于工件剛度很低，機(jī)床、夾具、刀具的受力變形可忽略不計(jì)，則工藝系統(tǒng)的位移完全取決于工件的變形。加工中，當(dāng)車刀處于圖示位置時(shí)，工件的軸心線產(chǎn)生變形。根據(jù)材料力學(xué)的計(jì)算公式，其切削點(diǎn)的變形量為：（3-2）如設(shè)FY=300N，工件的尺寸為30×600mm，材料的彈性模量E=2×105N/mm2，工件的斷面慣性矩I=πd4/64，則沿工件長(zhǎng)度上的變形量如下表所示：x0(頭架處)L/5L/3L/2(工件中點(diǎn)處)2L5LL(尾座處)Yw(mm)00.0520.1320.170.1320.0520故工件呈腰鼓形。由此可見，工藝系統(tǒng)的剛度在沿工件軸向的各個(gè)位置是不同的，所以加工后工件各個(gè)橫截面上的直徑尺寸也不相同，造成加工后工件的形狀誤差，如錐度、鼓形、鞍形等。（2）由于切削力變化而引起的加工誤差在切削加工中，往往由于被加工表面的幾何形狀誤差或材料的硬度不均勻引起切削力變化，從而造成工件的加工誤差。在已加工表面上形成與原來的誤差形式相同，大小比原來的誤差小的圓度誤差。這種現(xiàn)象稱為毛坯“圓度誤差復(fù)映”或稱“誤差復(fù)映規(guī)律”。誤差復(fù)映的大小可用剛度計(jì)算公式求得：毛坯圓度的最大誤差為Δm=ap1－ap2（3-3）車削后工件的圓度誤差為Δw=yl－y2（3-4）而又其中，一般取為0.4。CFy是與工件材料和刀具幾何角度有關(guān)的系數(shù)，在有關(guān)手冊(cè)中查得。（3-5）式（3-5）代入式（3-4）得令（3-6）ε表示加工誤差與毛坯之間的比例關(guān)系，說明了“誤差復(fù)映”的規(guī)律，故稱為“誤差復(fù)映系數(shù)”。它定量地反映了工件經(jīng)加工后毛坯誤差減小的程度。從式(3-6)看出工藝系統(tǒng)剛度越高，ε復(fù)映到工件上的誤差也越小。當(dāng)一次走刀不能滿足加工精度要求時(shí)。可進(jìn)行第二次或多次走刀，進(jìn)一步消除由Δm復(fù)映的誤差。多次走刀總的計(jì)算如下：（3-7）由于工藝系統(tǒng)總具有一定的剛度，因此零件加工誤差總是小于毛坯誤差Δm，復(fù)映系統(tǒng)總是小于1，經(jīng)過幾次走刀后，ε已降到很小，加工誤差也逐漸達(dá)到所允許的范圍內(nèi)。（3）慣性力、傳動(dòng)力、重力和夾緊力所引起的誤差①慣性力及傳動(dòng)力所引起的加工誤差切削加工中，高速旋轉(zhuǎn)的部件（包括夾具、工件和刀具等）的不平衡將產(chǎn)生離心力FQ。FQ在每一轉(zhuǎn)中不斷地改變著方向，因此，它在y方向的分力大小的變化，就會(huì)使工藝系統(tǒng)的受力變形也隨之變化而產(chǎn)生加工誤差。②夾緊力和重力引起的加工誤差被加工工件在裝夾過程中，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。3．減少工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施（1）提高接觸剛度（2）提高工件剛度減少受力變形（3）提高機(jī)床部件的剛度，減少受力變形（4）合理裝夾工件減塵去緊奕形[課堂總結(jié)][布置作業(yè)]

課題：工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差教學(xué)目的、要求：1、掌握工藝系統(tǒng)熱變形的概念2、熟悉機(jī)床熱變形、工件熱變形、刀具的熱變形對(duì)加工精度的影響3、知道減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑難點(diǎn)：機(jī)床熱變形、工件熱變形、刀具的熱變形對(duì)加工精度的影響教學(xué)過程：（一）復(fù)習(xí)提問1、工藝系統(tǒng)的剛度概念2、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響3．減少工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施（二）導(dǎo)入新課、授新課3.4工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差一、概述在機(jī)械加工過程中，工藝系統(tǒng)在各種熱源的影響下，常產(chǎn)生復(fù)雜的變形，破壞了工件與刀具的相對(duì)位置精度，引起各種加工誤差，稱為工藝系統(tǒng)熱變形。1．工藝系統(tǒng)的熱源工藝系統(tǒng)熱變形的熱源有內(nèi)部熱源和外部熱源。內(nèi)部熱源包括切削熱和摩擦熱。切削熱是由切削過程中，切削層金屬的彈性變形和塑性變形以及刀具與工件、切屑間的摩擦所產(chǎn)生的，是刀具和工件熱變形的主要熱源。它由工件、切屑、刀具、夾具、機(jī)床、切削液以及周圍介質(zhì)傳出。摩擦熱主要是機(jī)床和液壓系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的，如電動(dòng)機(jī)、軸承、齒輪傳動(dòng)副、導(dǎo)軌副、液壓泵、閥等運(yùn)動(dòng)部件均會(huì)產(chǎn)生摩擦熱，這是機(jī)床熱變形的主要熱源。工藝系統(tǒng)的外部熱源，主要是環(huán)境溫度的變化和熱輻射的影響較大，對(duì)大型和精密工件的加工影響比較顯著。2．工藝系統(tǒng)的熱平衡當(dāng)機(jī)床、刀具或工件的溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)傳入和散發(fā)的熱量趨于相等，工藝系統(tǒng)就達(dá)到了熱平衡狀態(tài)。在熱平衡狀態(tài)下，工藝系統(tǒng)各部分的溫度相對(duì)穩(wěn)定，其熱變形也趨于穩(wěn)定。二、機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響1、影響因素：機(jī)床受熱源的影響，各部分溫度將發(fā)生變化，由于熱源分布的不均勻和機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，機(jī)床各部件將發(fā)生不同程度的熱變形。一般而言，摩擦熱是機(jī)床熱變形的主要原因。對(duì)大型機(jī)床，如導(dǎo)軌磨床、外圓磨床、龍門銑床等的長(zhǎng)床身部件，其溫差的影響是很顯著的。一般由于床身上表面溫度比床身底面溫度高，形成溫差，使床身產(chǎn)生彎曲變形，表面呈中凸?fàn)?，所以床身?dǎo)軌的直線度明顯受到影響，從而引起加工誤差。2、減少熱變形措施：為減少熱變形，應(yīng)使機(jī)床處于熱平衡后進(jìn)行加工。通常的方法：在加工前先讓機(jī)床高速空轉(zhuǎn)，再進(jìn)行加工，一般機(jī)床(車床、磨床等)其空轉(zhuǎn)熱平衡的時(shí)間為4～6小時(shí)，中小精密機(jī)床為1～2小時(shí)，大型精密機(jī)床往往超過12小時(shí)，甚至達(dá)數(shù)十小時(shí)，為縮短時(shí)問還可以在機(jī)床相應(yīng)部位設(shè)置控制熱源，局部加熱使其盡快達(dá)到熱平衡。三、工件熱變形對(duì)加工精度的影響1、影響因素一般來說，工件熱變形對(duì)加工精度的影響在精加工中比較突出。如對(duì)細(xì)而長(zhǎng)、精度要求很高的工件。往往由于切削熱所引起的熱伸長(zhǎng)而產(chǎn)生的誤差比規(guī)定的公差大。在切削加工中，工件的熱變形主要是切削熱引起的，有些大型精密零件同時(shí)還受環(huán)境溫度的影響。細(xì)長(zhǎng)軸在頂尖問車削時(shí)，工件熱伸長(zhǎng)，如果頂尖之間距離不變，則工件受頂尖的阻礙產(chǎn)生彎曲變形。精密絲杠磨削時(shí)，工件熱變形會(huì)引起螺距累積誤差。在一般情況下，受熱均勻的工件所產(chǎn)生的熱變形，主要影響尺寸精度；受熱不均勻的工件所產(chǎn)生的熱變形影響形狀誤差。2、采取措施：1）在切削區(qū)加入充足的切削液進(jìn)行冷卻；2）粗、精加工分開，使粗加工的余熱不帶到精加工工序中；3）刀具和砂輪未過分磨鈍時(shí)就進(jìn)行刃磨和修正，以減少切削熱和磨削熱；4）使工件在夾緊狀態(tài)下有伸縮的自由（如在加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)采用彈簧后頂尖等）。四、刀具的熱變形對(duì)加工精度的影響由于刀具的體積小，所以刀具具有相當(dāng)高的溫度并產(chǎn)生熱變形。在加工短小零件時(shí)受刀具的熱變形的影響較小，在加工較長(zhǎng)工件時(shí)影響較大。在切削加工過程中加強(qiáng)冷卻可以減小刀具的熱變形對(duì)加工精度的影響。五、減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑1．減少發(fā)熱和隔熱減少切削熱，可通過合理選擇切削用量和正確選擇刀具幾何參數(shù)的方法來減少切削熱。為了減少機(jī)床的熱變形，凡是能分離出去的熱源，如電器箱、液壓油箱、冷卻系統(tǒng)等均應(yīng)移出機(jī)床。對(duì)于不能移出的熱源，如主軸軸承、絲杠螺母副、高速運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌副等，則可以從結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑等方面改善其摩擦特性，減少發(fā)熱。例如采用靜壓軸承、靜壓導(dǎo)軌，改用低粘度潤(rùn)滑油等，也可用隔熱材料將發(fā)熱部件和機(jī)床大件(如床身、立柱等)隔開。2．強(qiáng)制冷卻散熱對(duì)發(fā)熱量大的熱源，若不能從機(jī)床內(nèi)部移出，又不便隔熱，則可采取強(qiáng)制的風(fēng)冷、水冷等散熱措施。3．用熱補(bǔ)償?shù)姆椒p少熱變形單純的減少溫升往往不能收到滿意的效果，可采用熱補(bǔ)償方法使機(jī)床的溫度場(chǎng)比較均勻，從而使機(jī)床僅產(chǎn)生不影響加工精度的均勻熱變形。4．采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)和布局對(duì)機(jī)床熱變形影響很大。5．保持機(jī)床的熱平衡狀態(tài)讓機(jī)床在開車后空轉(zhuǎn)一段時(shí)間，在達(dá)到或接近熱平衡后再進(jìn)行加工。大型、精密機(jī)床達(dá)到熱平衡時(shí)間較長(zhǎng)，可采取措施加速實(shí)現(xiàn)熱平衡，如使機(jī)床高速空轉(zhuǎn)，人為給機(jī)床加熱等，加工一些精密零件時(shí)，間斷時(shí)間內(nèi)不要停車，以免破壞其熱平衡。6．控制環(huán)境溫度精密機(jī)床應(yīng)安裝在恒溫室內(nèi)，恒溫精度一般控制在±1℃以內(nèi)，精密級(jí)為±0.5℃，恒溫基數(shù)按季節(jié)調(diào)節(jié)，春、秋季取20℃，夏季取23℃，冬季取17℃。[課堂總結(jié)][布置作業(yè)]

課題：工件內(nèi)應(yīng)力引起的加工誤差教學(xué)目的、要求：1、熟悉產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的因素2、掌握減少或消除內(nèi)應(yīng)力的措施教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：減少或消除內(nèi)應(yīng)力的措施難點(diǎn)：產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的因素教學(xué)過程：（一）復(fù)習(xí)提問1、工藝系統(tǒng)熱變形的概念2、機(jī)床熱變形、工件熱變形、刀具的熱變形對(duì)加工精度的影響3、減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑（二）導(dǎo)入新課、授新課3.5工件內(nèi)應(yīng)力引起的加工誤差一、毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力1、產(chǎn)生原因在鑄、鍛、焊等熱加工過程中，由于工件各部分熱脹冷縮不均勻及金相組織轉(zhuǎn)變時(shí)體積的變化，使毛坯內(nèi)部產(chǎn)生了相當(dāng)大的內(nèi)應(yīng)力。毛坯的結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜、各部分壁厚愈不均勻，散熱條件差別愈大，毛坯內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也愈大。具有內(nèi)應(yīng)力的毛坯在短時(shí)間內(nèi)還看不出有什么變化，內(nèi)應(yīng)力暫時(shí)處于相對(duì)平衡的狀態(tài)，但當(dāng)切除一層金屬后，就打破了這種平衡，內(nèi)應(yīng)力重新分布，工件就明顯地出現(xiàn)了變形。2、相應(yīng)措施在機(jī)械加工之前或粗加工后、半精加工前，對(duì)鑄、鍛、焊件毛坯進(jìn)行退火或正火處理，消除內(nèi)應(yīng)力的影響，保證機(jī)械加工精度。二、冷校直帶來的內(nèi)應(yīng)力1、產(chǎn)生原因冷校直是在常溫下，在零件原有變形的相反方向加力F，使工件向反方向彎曲，產(chǎn)生塑性變形，以達(dá)到校直的目的。在F力的作用下，工件的內(nèi)部應(yīng)力分布如圖3-31b所示，即在軸心線以上部分產(chǎn)生壓應(yīng)力（用“-”號(hào)表示），在軸心線以下的部分產(chǎn)生拉應(yīng)力（用“+”號(hào)表示）。在軸心線上下兩條虛線以外為塑性變形區(qū)域，應(yīng)力分布成曲線。當(dāng)外力F去除以后，彈性變形部分可以完全恢復(fù)而消失，但因塑性變形部分恢復(fù)不了，內(nèi)外層金屬就起了相互牽制作用，產(chǎn)生了新的內(nèi)應(yīng)力平衡狀態(tài)，如圖3-31c2、措施對(duì)于要求高的工件，需要進(jìn)行校直、高溫時(shí)效、再校直、低溫時(shí)效處理，以克服不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。三、切削加工的附加應(yīng)力切削加工對(duì)應(yīng)力的影響有兩部分：由于切除一層金屬，破壞了零件原有的內(nèi)應(yīng)力平衡，使內(nèi)應(yīng)力重新分布和再平衡；切削時(shí)，局部表面層在高溫、高壓下，由于不均勻的塑性變形而產(chǎn)生的應(yīng)力。四、減少或消除內(nèi)應(yīng)力的措施1．合理安排工藝過程劃分加工階段，使粗、精加工分開，讓切削加工的附加應(yīng)力所產(chǎn)生的變形在精加工之前就釋放出來。在加工大型工件時(shí)，粗、精加工往往在一個(gè)工序中完成，這時(shí)應(yīng)在粗加工后松開工件，讓工件有自由變形的可能，然后再用較小的夾緊力夾緊工件進(jìn)行精加工。2．合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)在零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量縮小零件各部分尺寸的差異，以減少鑄、鍛毛坯在制造中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。3．安排熱處理工序?qū)﹁T、鍛、焊接件進(jìn)行退火或回火；對(duì)精度要求較高的零件如床身、箱體等在粗加工后進(jìn)行時(shí)效處理等。4．采取時(shí)效處理（1）人工時(shí)效將工件放在爐內(nèi)加熱到一定溫度，再隨爐冷卻以達(dá)到消除應(yīng)力的目的。這種方法對(duì)大型零件需要一套很大的設(shè)備，其投資和能源消耗較大。（2）振動(dòng)時(shí)效以激振的形式將振動(dòng)的機(jī)械能加到含大量?jī)?nèi)應(yīng)力的工件內(nèi)，引起工件內(nèi)部晶格變化以消除內(nèi)應(yīng)力的方法，一般在幾十分鐘便可消除內(nèi)應(yīng)力，適用于大小不同的鑄、鍛、焊接件毛坯及有