DINGWEIWUCHA影響機床部件剛度的因素

機床部件剛度的測定目前，主要是用實驗方法來測定機床部件剛度。剛度的靜載荷測定法是在機床不工作狀態(tài)下，模擬切削時的受力情況，對機床施加靜載荷，然后測出機床各部件在不同靜載荷下的變形，就可作出各部件的剛度特性曲線，并計算出靜剛度。01靜載荷測定法01靜載荷測定法在車床頂尖間裝一個剛性很好的心軸1，在刀架上裝一個螺旋加力器5，在螺旋加力器與心軸之間裝一測力環(huán)4，當轉動加力器的加力螺釘時，刀架與心軸之間便產生了作用力，力的大小由測力環(huán)中的千分表讀出。機床部件剛度的測定車床剛度的單向靜載荷測定法1—心軸；2、3、6—千分表；4—測力環(huán)；5—螺旋加力器01靜載荷測定法作用力一方面?zhèn)鞯杰嚧驳都苌?，另一方面經過心軸傳到前后頂尖上。若螺旋加力器位于心軸的中點，如通過螺旋加力器對工件施加力Fy，則主軸箱和尾座各受到Fy/2力的作用。主軸箱、尾座和刀架的變形可分別由千分表2、3、6讀出。機床部件剛度的測定車床剛度的單向靜載荷測定法1—心軸；2、3、6—千分表；4—測力環(huán)；5—螺旋加力器01靜載荷測定法如圖所示為一臺中心高為200mm車床刀架部件的靜剛度特性曲線。實驗中進行了三次加載-卸載循環(huán)。機床部件剛度的測定車床刀架變形曲線機床部件剛度的測定1.曲線是非線性關系，不完全是彈性變形。2.加載與卸載曲線不重合，所圍面積表示加載－卸載循環(huán)中損失的能量，即克服摩擦和接觸塑性變形所作功。3.存在殘余變形，反復加載、卸載后殘余變形→0。4.機床部件剛度比按實體估算值小許多，表明其變形受多種因素影響。01靜載荷測定法機床部件剛度的測定01靜載荷測定法由于機床部件的剛度曲線不是線性的，其剛度不是常數，一般取曲線兩端點連線的斜率來表示其平均剛度。機床部件剛度的測定靜態(tài)測定法測定機床剛度，只是近似地模擬切削時的切削力，與實際加工條件不完全一樣。采用工作狀態(tài)測定法，其結果比較接近實際。其依據是誤差復映規(guī)律。02工作狀態(tài)測定法機床部件剛度的測定在車床頂尖間裝夾一根剛度極大的心軸，心軸在靠近前頂尖、后頂尖及中間三處各預先車出一臺階,求得三處系統剛度，進而得到車床主軸箱、尾座和刀架的剛度。02工作狀態(tài)測定法車床剛度的工作狀態(tài)測定法機床部件剛度的測定注意：工作狀態(tài)測定法的不足之處：不能得出完整的剛度特性曲線，而且由于材料不均勻等所引起的切削力變化和切削過程中的其他隨機性因素，都會給測定的剛度值帶來一定的誤差。02工作狀態(tài)測定法影響機床部件剛度的因素01連接表面間的接觸變形當外力作用時，這些接觸點處將產生較大的接觸應力，并產生接觸變形，其中既有表面層的彈性變形，又有局部塑性變形。零件表面的接觸情況影響機床部件剛度的因素01連接表面間的接觸變形接觸表面間名義壓強的增量與接觸變形的增量之比稱為接觸剛度。零件表面越粗糙，形狀誤差越大，材料硬度越低，接觸剛度越小。零件表面的接觸情況機床部件接觸剛度的高低，主要取決于機床零部件的加工質量和裝配質量。機床部件受力變形時，零件間連接表面會發(fā)生錯動，加載時摩擦力阻礙變形的發(fā)生，卸載時摩擦力阻礙變形的恢復，故造成加載和卸載剛度曲線不重合。02零件間摩擦力的影響影響機床部件剛度的因素影響機床部件剛度的因素03結合面的間隙部件中各零件間如果有間隙，那么只要受到較小的力（克服摩擦力）就會使零件相互錯動，故表現為剛度很低。間隙消除后，相應表面接觸，才開始有接觸變形和彈性變形，這時表現為剛度較大。間隙對剛度曲線的影響影響機床部件剛度的因素如果載荷是單向的，那么在第一次加載消除間隙后對加工精度的影響較小；如果工作載荷不斷改變方向（如鏜床、銑床的切削力），那么間隙的影響將不容忽視。而且，因間隙引起的位移，在去除載荷后不會恢復。03結合面的間隙間隙對剛度曲線的影響在機床部件中，薄弱零件受力變形對部件剛度的影響最大。04薄弱零件本身的變形影響機床部件剛度的因素例如，楔鐵與導軌面配合不好［圖a）］，溜板部件中的軸承襯套因形狀誤差而與殼體接觸不良［圖b）］，由于楔鐵和軸承襯