工艺系统的热变形误差讲解学习.ppt
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1、LOGO工工艺艺系系统统的的热变热变形形误误差差本节教学要求:本节教学要求:掌握工艺系统的热变形对的加工误差的影响掌握工艺系统的热变形对的加工误差的影响及减少和控制工艺系统热变形的主要途径。及减少和控制工艺系统热变形的主要途径。本本节节教教学学要要求求第四节第四节 工艺系统的热变形误差工艺系统的热变形误差本节教学重点:本节教学重点:减小工艺系统热变形的措施。减小工艺系统热变形的措施。本本节节教教学学重重点点第四节第四节 工艺系统的热变形误差工艺系统的热变形误差第四节第四节 工艺系统的热变形误差工艺系统的热变形误差 机械加工过程中,工艺系统在各种热源的影响机械加工过程中,工艺系统在各种热源的影响
2、下,产生复杂的变形,破坏了工件与刀具相对位置下,产生复杂的变形,破坏了工件与刀具相对位置和相对运动的准确性,引起加工误差。和相对运动的准确性,引起加工误差。据统计,由于热变形引起的加工误差约占总加据统计,由于热变形引起的加工误差约占总加工误差的工误差的40%70%。工艺系统的热变形不仅严重地。工艺系统的热变形不仅严重地影响加工精度,而且还影响加工效率的提高。影响加工精度,而且还影响加工效率的提高。第四节第四节 工艺系统的热变形误差工艺系统的热变形误差工艺系统工艺系统热源热源内部热源内部热源外部热源外部热源切削热切削热摩擦热摩擦热环境热环境热辐射热辐射热电机、轴承、齿轮、电机、轴承、齿轮、油泵等
3、油泵等工件、刀具、切屑、工件、刀具、切屑、切削液切削液气温、室温变化、热、气温、室温变化、热、冷风等冷风等日光、照明、暖气、日光、照明、暖气、体温等体温等机机床床热热变变形形引引起起的的加加工工误误差差一、机床热变形引起的加工误差一、机床热变形引起的加工误差 由于机床结构形式和工作条件不同,引起机床热由于机床结构形式和工作条件不同,引起机床热变形的热源和变形形式也不相同。变形的热源和变形形式也不相同。机机床床热热变变形形引引起起的的加加工工误误差差车床热变形引起的加工误差车床热变形引起的加工误差 车床主轴箱的温升导致主轴线抬高,主轴前轴承车床主轴箱的温升导致主轴线抬高,主轴前轴承的温升高于后轴
4、承又使主轴倾斜,主轴箱的热量经油的温升高于后轴承又使主轴倾斜,主轴箱的热量经油池传到床身,导致床身中凸,更促使主轴线向上倾斜,池传到床身,导致床身中凸,更促使主轴线向上倾斜,最终导致主轴回转轴线与导轨的平行度误差,使加工最终导致主轴回转轴线与导轨的平行度误差,使加工后的零件产生圆柱度误差。后的零件产生圆柱度误差。机机床床热热变变形形引引起起的的加加工工误误差差铣床热变形引起的加工误差铣床热变形引起的加工误差 万能万能铣床铣床的热源也是主传动系统,由于左箱壁温的热源也是主传动系统,由于左箱壁温度高也导致主轴线升高并倾斜。度高也导致主轴线升高并倾斜。机机床床热热变变形形引引起起的的加加工工误误差差
5、平面磨床热变形引起的加工误差平面磨床热变形引起的加工误差机机床床热热变变形形引引起起的的加加工工误误差差双端面磨床热变形引起的加工误差双端面磨床热变形引起的加工误差机机床床热热变变形形引引起起的的加加工工误误差差导轨磨床热变形导轨磨床热变形导轨磨床热变形引起的加工误差导轨磨床热变形引起的加工误差 导轨导轨磨床磨床床身导轨面与床身底面温差床身导轨面与床身底面温差11时,时,其弯曲变形量可达其弯曲变形量可达0.22mm 0.22mm。刀刀具具热热变变形形引引起起的的加加工工误误差差 刀具热变形的热源是切削热。传给刀具的切削热刀具热变形的热源是切削热。传给刀具的切削热虽然很少,但刀具质量小,热容量小
6、,所以仍会有很虽然很少,但刀具质量小,热容量小,所以仍会有很高的温升,引起刀具的热伸长而产生加工误差。高的温升,引起刀具的热伸长而产生加工误差。二、刀具热变形引起的加工误差二、刀具热变形引起的加工误差A连续切削变形曲线连续切削变形曲线C断续切削变形曲线断续切削变形曲线B刀具冷却变形曲线刀具冷却变形曲线车刀的热变形曲线车刀的热变形曲线刀刀具具热热变变形形引引起起的的加加工工误误差差车刀的热变形曲线车刀的热变形曲线A连续切削变形曲线连续切削变形曲线 车刀热伸长将使加工后的工件产生车刀热伸长将使加工后的工件产生圆柱度误差圆柱度误差或或端面的平面度误差端面的平面度误差。连续车削时,车刀连续车削时,车刀
7、的热变形情况如曲的热变形情况如曲线线A,刀具受热伸,刀具受热伸长在切削初始阶段长在切削初始阶段变化很快,随后比变化很快,随后比较缓慢,经过约较缓慢,经过约 1020min,便可达,便可达到热平衡状态,车到热平衡状态,车刀不再伸长。刀不再伸长。刀刀具具热热变变形形引引起起的的加加工工误误差差车刀的热变形曲线车刀的热变形曲线B刀具冷却变形曲线刀具冷却变形曲线当车刀停止车削后,刀具冷却变形过程如曲线当车刀停止车削后,刀具冷却变形过程如曲线B B。刀刀具具热热变变形形引引起起的的加加工工误误差差车刀的热变形曲线车刀的热变形曲线C断续切削变形曲线断续切削变形曲线当车削一批短小轴类当车削一批短小轴类工件时
8、,加工时断时工件时,加工时断时续(如装卸工件)间续(如装卸工件)间断切削,变形过程如断切削,变形过程如曲线曲线C。在开始切削阶段,刀具热变形较显著,对加工精在开始切削阶段,刀具热变形较显著,对加工精度影响较大,当达到热平衡后,其热变形趋于稳定,度影响较大,当达到热平衡后,其热变形趋于稳定,对加工精度的影响就不明显。对加工精度的影响就不明显。刀刀具具热热变变形形引引起起的的加加工工误误差差车刀的热变形曲线车刀的热变形曲线C断续切削变形曲线断续切削变形曲线 对每一个工件来说,产生的形状误差是较小的;对每一个工件来说,产生的形状误差是较小的;对一批工件来说,在刀具未达到热平衡时,加工对一批工件来说,
9、在刀具未达到热平衡时,加工出的出的一批工件尺寸有一定的误差。一批工件尺寸有一定的误差。工工件件热热变变形形引引起起的的加加工工误误差差 工件热变形的热源主要是切削热,对有些大型件、工件热变形的热源主要是切削热,对有些大型件、精密件,环境温度也有很大的影响。传入工件的热量精密件,环境温度也有很大的影响。传入工件的热量越多、工件的质量越小则热变形越大。越多、工件的质量越小则热变形越大。1.1.工件均匀受热工件均匀受热 车镗轴套类零件圆柱面,长度及径向受热变形。车镗轴套类零件圆柱面,长度及径向受热变形。若在受热时测量达到规定尺寸,冷却后尺寸变小,若在受热时测量达到规定尺寸,冷却后尺寸变小,可可能出现
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