DINGWEIWUCHA工藝系統(tǒng)受力變形基本概念及其引起的加工誤差

工藝系統(tǒng)剛度由機床、夾具、工件、刀具所組成的工藝系統(tǒng)，是一個彈性系統(tǒng)。01工藝系統(tǒng)車床各部位彈性連接工藝系統(tǒng)剛度所謂剛度是指物體或系統(tǒng)抵抗使其變形的外力的能力。工藝系統(tǒng)的剛度是以切削力和在該方向上所引起的刀具和工件間的相對變形位移的比值來表示的，即01工藝系統(tǒng)車床各部位彈性連接K系統(tǒng)=F/y工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)產(chǎn)生單位變形位移量所需的外力越大，剛度越大，說明工藝系統(tǒng)抵抗外力使其變形的能力越強。01工藝系統(tǒng)在車削細長軸時，工件在切削力的作用下會發(fā)生變形，使加工出的軸出現(xiàn)中間粗兩頭細的情況。圖a在內(nèi)圓磨床上以橫向切入法磨孔時，由于內(nèi)圓磨頭主軸彎曲變形，磨出的孔會出現(xiàn)圓柱度誤差（錐度）。圖b工藝系統(tǒng)剛度工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差工藝系統(tǒng)是由機床、夾具、工件、刀具所組成的，因此，工藝系統(tǒng)受力變形總位移y系統(tǒng)是各組成部分變形位移的疊加，即y系統(tǒng)

=y機床

+y刀具

+y工件

+y夾具而K機床=Fy/y機床

K刀具=Fy/y刀具

K工件=Fy/y工件

K夾具=Fy/y夾具01工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)剛度01工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)剛度也就是說，當知道工藝系統(tǒng)各組成部分的剛度后，就可求出這個工藝系統(tǒng)的剛度。

工藝系統(tǒng)剛度01工藝系統(tǒng)可以得出結論：工藝系統(tǒng)的總剛度總是小于系統(tǒng)中剛性最差的部件剛度。所以，要提高工藝系統(tǒng)的總剛度，必須從剛度最差的環(huán)節(jié)入手。工藝系統(tǒng)剛度工件、刀具形狀簡單時，其剛度可用材料力學公式計算。對機床部件、夾具等，其剛度多采用實驗方法確定。計算時可適當簡化（忽略變形小的部分）。02工藝系統(tǒng)剛度計算說明工藝系統(tǒng)剛度在計算工藝系統(tǒng)剛度時，應針對具體情況加以簡化。例如，車削外圓時，車刀本身在切削力作用下的變形，對加工誤差的影響很小，可略去不計，故工藝系統(tǒng)剛度的計算公式中可省略刀具剛度一項。又如，鏜孔時，鏜桿的受力變形嚴重地影響著加工精度，而工件的剛度一般較大，其受力變形很小，故也可忽略不計。02工藝系統(tǒng)剛度計算說明01誤差復映如果毛坯形狀誤差較大或材料硬度很不均勻，工件加工時切削力的大小就會有較大變化，工藝系統(tǒng)的變形也就會隨切削力大小的變化而變化，從而引起工件誤差。誤差復映由于工藝系統(tǒng)受力變形的變化，使毛坯誤差部分地反映到工件上，此種現(xiàn)象稱為“誤差復映”。毛坯形狀的誤差復映現(xiàn)象01誤差復映誤差復映誤差復映02誤差復映的程度

誤差復映誤差復映系數(shù)與系統(tǒng)剛度成反比。機械加工中，誤差復映系數(shù)通常小于1?？赏ㄟ^多次走刀消除誤差復映的影響。ε∑=ε1·ε2·ε3····εn02誤差復映的程度夾緊力和重力的影響工件在裝夾時，由于工件剛度較低或夾緊力著力點不當，會使工件產(chǎn)生相應的變形，造成加工誤差。自定心卡盤夾持套筒Ⅰ—毛坯；Ⅱ—夾緊后；Ⅲ—鏜孔后；Ⅳ—松開后；1—工件；2—開口過渡環(huán)；3—專用卡爪夾緊力和重力的影響如圖所示為用自定心卡盤夾持薄壁套筒，假定坯件是正圓形，夾緊后坯件呈三棱形，雖鏜出的孔為正圓形，但松開后，套筒彈性恢復使孔又變成三棱形［圖a］。為了減少加工誤差，應使夾緊力均勻分布，可采用開口過渡環(huán)［圖b］或采用專用卡爪［圖c］夾緊。在切削力很小的精密機床中，工藝系統(tǒng)因有關部件自身重力作用所引起的變形而造成的加工誤差也較突出。例如，用帶有懸伸式磨頭的平面磨床磨平面時，由于磨頭部件的自重變形使得磨削平面產(chǎn)生平行度和平面度