06第六讲工艺系统刚度.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 由于工件的刚性差，夹紧时工件因夹紧变形呈腰鼓状。 磨削时，工件中部的余量加大，多磨去。磨至尺寸要求后卸下工件，因弹性恢复，使工件呈鞍形。 * 参考答案 若工件的刚度很大且车床的K(床头)K(尾架)的条件下，如图所示的三种加工情况下，试分析加工后工件外圆或端面的几何形状误差。 * 例题分析 （1）锥形 （2）中凸 （3）双曲面 * 参考答案 在大型立车上加工盘形零件的端面及外圆时，因刀架较重，试推想由于刀架自重可能会产生怎样的加工误差？ * 例题分析 刀架自重引起横梁变形，加工端面时，刀架移动使横梁各处变形不一致，因此工件表面加工后成中凹形状，加工外圆时，随着刀架下伸使悬臂加长而刚度变小。外圆产生锥度，直径上小下大。 * 参考答案 * 1 刚度的概念、 工艺系统刚度的计算 2 工艺系统刚度对加工精度的影响 （1）切削力作用点位置（机床的变形、工件的变形） （2）切削力大小 （3）夹紧力和重力 （4）传动力和惯性力 3 机床部件刚度 4 相关措施 5 工件残余应力 小结 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 夹紧力和重力引起的加工误差　　　　 * 夹紧力和重力引起的加工误差　　　　 传动力和惯性力对加工精度的影响 1 传动力影响（ 见下页图 ） 整个工件在空间作圆锥运动：固定的后顶尖为其锥角顶点，前顶尖带着工件在工件画出一个圆。 和主轴圆锥摆动一样，正圆柱，并不产生加工误差。 * * 传动力和惯性力对加工精度的影响 * 2 惯性力的影响 高速切削－－不平衡的高速旋转构件－－离心力存在－－轴线作圆锥摆动－－理论上无圆柱误差， 但是，离心力大于切削力－－轴径和轴套内孔的接触点不停变化－－轴套孔圆度误差传给工件的回转轴心。 周期性的惯性力还常常引起工艺系统的强迫振动。 解决办法：对重平衡 （一）机床静刚度的测定　　 　　图：车床刀架的静刚度特性曲线 １、静态测定法 2、工作状态测定法 * 机床部件刚度 * 图： 机床部件刚度 1 变形与作用力不是线性关系； 刀架变形不纯粹是弹性变形 2 加载与御载曲线不重合； 有能量损失，克服摩擦和接触变形所作的功 3 御载后曲线不回到原点； 有残留变形 4 部件的实际刚度远比按实体所估算的小。 * 机床部件的刚度曲线特点 工作状态测定法 * * 不足： 1 无完整的刚度特性曲线 2 材料的不均匀等带来 的切削力变化，切削过 程中的其他随机性因 素，都会给测定的刚度值带来误差。 1、连接表面间的接触变形 ２、薄弱零件本身的变形 ３、摩擦力的影响 ４、接合面的间隙 * 影响部件刚度的主要因素 * 影响部件刚度的主要因素 * 影响部件刚度的主要因素 * ２、薄弱零件本身的变形　 影响部件刚度的主要因素 * ３、摩擦力的影响 机床部件受力变形－－零件间连接表面发生错动－－加载时摩擦力阻碍变形的发生－－御载时摩擦力阻碍变形的恢复－－造成加载御载刚度曲线不重合。 影响部件刚度的主要因素 * ４、接合面的间隙 部件中各零件间如果有间隙－－受到较小的力（克服摩擦力）就会使零件相互错动－－表现为刚度很低。 间隙消除后－－相应表面接触－－开始有接触变形和弹性变形－－表现为刚度很大。 单项载荷，第一次加载消除间隙后对加工精度的影响较小； 动作载荷不断改变方向（镗、铣），间隙的影响大。 影响部件刚度的主要因素 减小工艺系统受力变形的措施 （一）提高工艺系统的刚度 （二）减小载荷及其变化 * 减小工艺系统受力变形的措施 * （一）提高工艺系统的刚度 1 合理的结构设计 2 提高连接表面的接触刚度 （1）提高机床部件中零件间接合表面的质量 （2）给机床部件以预加载荷 （3）提高工件定位基准面的精度和减小表面粗糙度值 3 采用合理的装夹和加工方式 * 减小工艺系统受力变形的措施 （二）减小载荷及其变化 合理选择刀具几何参数、切削用量以减小切削力，减少受力变形。 毛坯分组，一次调整中加工的毛坯余量比较均匀，较小切削力的变化，减小复映误差。 * 残余应力也称内应力，是指在没有外力作用下或除去外力后工件内存留的应力。 具有残余应力的零件处于一种不稳定的状态。它内