機械工藝--5-5工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制ppt課件

1、第18次課教學(xué)課型：實際課試分析產(chǎn)生題圖2-4所示誤差的緣由，并分析可采取哪些措施來處理？如題圖2-11所示加工中，運用固定頂尖的目的是什么？引起圓度和錐度誤差的緣由有哪些？試分析車削、磨削一樣尺寸或精度的內(nèi)外圓柱面時，內(nèi)孔外表所需的進(jìn)給次數(shù)多于外圓外表的緣由。試分析如題圖2-14所示臥銑鍵槽時，兩端槽深大于中間，且均小于調(diào)整深度的緣由。工藝系統(tǒng)剛度曲線有什么特點？上次課內(nèi)容復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容復(fù)習(xí) 5-1 概 述5-2 加工精度的獲得方法5-3 工藝系統(tǒng)的幾何精度對加工精度的影響及其控制5-4 工藝系統(tǒng)的受力變形對加工精度的影響及其控制5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制5-6 加工誤

2、差的統(tǒng)計分析5-7 保證和提高加工精度的主要途徑第18次課教學(xué)課型：實際課第五章機械加工精度第五章機械加工精度第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制第18次課教學(xué)課型：實際課工藝系統(tǒng)的熱源工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施產(chǎn)生熱變形的緣由：加工過程中，由于各種熱源的存在而引起的。第五章機械加工精度第五章機械加工精度1. 內(nèi)部熱源內(nèi)部熱源q摩擦熱：由于機床各運動副相對運動時的摩擦力而構(gòu)成。由此將導(dǎo)致機床各有關(guān)零、部件的溫度升高，其溫升程度因其相對于熱源的位置不同而有所區(qū)別。q留意：同一

3、零件各處的溫升能夠不同。q轉(zhuǎn)化熱：由機床動力源的能量耗費部分地轉(zhuǎn)化而來。q切、磨削熱：切、磨削加工中，由耗費于彈、塑性變形及刀具與工件、切屑之間摩擦的能量轉(zhuǎn)化大部分而來。該熱量將因不同的加工方法，以不同的比例傳給工件、刀具和切屑。5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制第18次課教學(xué)課型：實際課一、工藝系統(tǒng)的熱源一、工藝系統(tǒng)的熱源第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制車削及銑、刨削時熱量分配與切削速度之間的關(guān)系：普通情況下，傳給切屑、工件、刀具 的 熱 量 比

4、例 為65:30:5，高速切削時為89:10:1。第18次課教學(xué)課型：實際課1. 內(nèi)部熱源內(nèi)部熱源一、工藝系統(tǒng)的熱源一、工藝系統(tǒng)的熱源第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制 鉆、鏜削時，由于切屑的滯留傳入工件的熱量達(dá)50%以上。第18次課教學(xué)課型：實際課磨削時，熱量的分配比例為4:84:12，故工件磨削區(qū)的溫度高達(dá)8001000，對精度和外表質(zhì)量影響較大。 另外，冷卻液和切屑吸收熱量后散落到各處而構(gòu)成“次生熱源。1. 內(nèi)部熱源內(nèi)部熱源一、工藝系統(tǒng)的熱源一、工藝系統(tǒng)的熱源第五章機械加工精度第五章機械加工精度q環(huán)

5、境溫度：加工中，周圍環(huán)境的溫度隨氣溫變化、晝夜溫差、氣流、熱風(fēng)等變化而引起工藝系統(tǒng)的溫度變化。大型精細(xì)工件的影響較明顯。q輻射熱：陽光、照明、取暖設(shè)備等產(chǎn)生的輻射熱引起工藝系統(tǒng)的溫度改動。5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制第18次課教學(xué)課型：實際課2. 外部熱源外部熱源一、工藝系統(tǒng)的熱源一、工藝系統(tǒng)的熱源第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制第18次課教學(xué)課型：實際課工藝系統(tǒng)的熱源工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施第五章機械加工精

6、度第五章機械加工精度1.工件工件5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制 當(dāng)切、磨削熱傳給工件后，將引起熱工件變形而呵斥加工誤差。外部熱源引起的熱變形普通可不予思索，但對于大型、精細(xì)零件那么不可忽視，特別是有色金屬。第18次課教學(xué)課型：實際課二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制均勻受熱 車、磨削外圓時，工件周圍均勻受熱，故只產(chǎn)生長度和直徑的增大，其誤差可按下式估算： 第18次課教學(xué)課型：實

7、際課 L=a1Lt D=a1Dt 式中 L/D工件的熱伸長/直徑增大量加工誤差 a1線膨脹系數(shù) L/D工件原有長度/直徑 t平均溫升二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響1.工件工件第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制粗加工、盤類零件及要求不高桿件的軸向伸長可不思索。第18次課教學(xué)課型：實際課用固定頂尖裝夾工件時，切削細(xì)長軸時會彎曲甚至導(dǎo)致切削不穩(wěn)失穩(wěn)。 加工精細(xì)絲杠時，熱伸長將引起螺距的累積誤差。二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響1.

8、工件工件均勻受熱第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制 銑、刨及磨削平面時，工件因單面受熱而翹曲。第18次課教學(xué)課型：實際課其熱變形撓度 x可作近似計算： 二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響1.工件工件非均勻受熱由于(R+s)-R=1Lt82sin2LLxstLx821所以x/ 4Ls第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制 機械加工中，雖然傳入刀具的熱量不多，但由于刀具的體積和熱容量小，

9、故其溫升較大，呵斥的加工誤差不應(yīng)忽視。第18次課教學(xué)課型：實際課二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響2.刀具刀具第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響 加工開場后，由于內(nèi)、外部熱源的影響，機床溫度會逐漸升高。而機床各零、部件的熱源和尺寸、外形都不一樣，其溫升也不一樣，從而呵斥機床各部件的相互位置和相對運動發(fā)生變化，破壞了機床原有的精度，由此呵斥工件的加工誤差。運轉(zhuǎn)一段時間后，各部件傳入的熱量與散失的熱量

10、接近或相等時，溫度不再繼續(xù)上升，這就到達(dá)了熱平衡形狀。因此，精細(xì)加工應(yīng)在機床到達(dá)熱平衡之后進(jìn)展。第18次課教學(xué)課型：實際課3.機床機床第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制第18次課教學(xué)課型：實際課二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響3.機床機床第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制第18次課教學(xué)課型：實際課二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響二、工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響3.機床機

11、床第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制第18次課教學(xué)課型：實際課工藝系統(tǒng)的熱源工藝系統(tǒng)熱變形及對加工精度的影響減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制p減少熱量的產(chǎn)生及其影響：減少工藝系統(tǒng)的熱源或發(fā)熱量及其影響，即可到達(dá)減少熱變形之目的；p加強散熱才干：如給需求冷卻的部位供應(yīng)充足的冷卻液；采用強迫冷卻冷凍機對光滑油降溫等；p控制溫度變化，平衡溫度場：熱變形影響中的主要問題在于溫度變化不定，假設(shè)能堅

12、持其穩(wěn)定，那么所產(chǎn)生的常值系統(tǒng)誤差容易得到補償；第18次課教學(xué)課型：實際課三、減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施三、減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制p采取補償措施：假設(shè)熱變形不可防止，可采取補償措施來消除其影響，當(dāng)然首先要掌握其熱變形規(guī)律；第18次課教學(xué)課型：實際課三、減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施三、減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施雙端面磨床主軸熱補償1.主軸2.殼體3.過渡套筒熱伸長方向熱伸長方向第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制工藝

13、系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制p改良機床構(gòu)造：這是減少熱變形的一個主要措施。如留意構(gòu)造的對稱性、采用雙立柱構(gòu)造等。第18次課教學(xué)課型：實際課三、減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施三、減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施5-1 概 述5-2 加工精度的獲得方法5-3 工藝系統(tǒng)的幾何精度對加工精度的影響及其控制5-4 工藝系統(tǒng)的受力變形對加工精度的影響及其控制5-5 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響及其控制5-6 加工誤差的統(tǒng)計分析5-7 保證和提高加工精度的主要途徑第18次課教學(xué)課型：實際課第五章機械加工精度第五章機械加工精度加工誤差的性質(zhì)分布圖分析法點圖分析法第五章機械加工精度第五章機械加工精度5-6

14、 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析第18次課教學(xué)課型：實際課加工誤差系統(tǒng)誤差：隨機誤差：在一樣工藝條件下，加工一批零件時產(chǎn)生的大小和方向不變或按加工順序作有規(guī)律變化的加工誤差。前者稱為常值系統(tǒng)誤差，后者稱為變值系統(tǒng)誤差。在一樣工藝條件下，加工一批零件時產(chǎn)生的大小和方向不同，且無變化規(guī)律的加工誤差。 第18次課教學(xué)課型：實際課5-6 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析分析目的： 區(qū)分兩類誤差，分別確定系統(tǒng)性誤差的數(shù)值和隨機性誤差的范圍，找出主要要素，采取相應(yīng)措施以提高加工精度。第五章機械加工精度第五章機械加工精度一、加工誤差的性質(zhì)一、加工誤差的性質(zhì)第五章機械加工精度第五章機械加工精度二、分

15、布圖分析法二、分布圖分析法5-6 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析方 法： 以現(xiàn)場察看和實踐丈量所得的數(shù)據(jù)為根底，運用概率統(tǒng)計原理，在一定條件下，確定一批零件加工總誤差的大小及其分布情況。適用范圍： 調(diào)整法加工的成批、大量消費中。第18次課教學(xué)課型：實際課第五章機械加工精度第五章機械加工精度二、分布圖分析法二、分布圖分析法5-6 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析1.直方圖直方圖第18次課教學(xué)課型：實際課直方圖：以工件尺寸或誤差為橫坐標(biāo)，頻數(shù)或頻率為縱坐標(biāo)，作出的一批工件加工尺寸或誤差的分布圖。畫直方圖普通步驟：采集數(shù)據(jù)、確定相差參數(shù)、計算、畫圖。第五章機械加工精度第五章機械加工精度二、

16、分布圖分析法二、分布圖分析法5-6 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析1.直方圖直方圖第18次課教學(xué)課型：實際課成批加工中，抽取一定數(shù)量的工件n進(jìn)展丈量，件數(shù)n稱為樣本容量。普通取n=50200。實踐加工中，尺寸或偏向總是在一定范圍內(nèi)變動，其變動范圍用x表示，尺寸或偏向的極限值之差稱為極差R，即R=xmax-xmin。采集數(shù)據(jù)第五章機械加工精度第五章機械加工精度二、分布圖分析法二、分布圖分析法5-6 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析1.直方圖直方圖第18次課教學(xué)課型：實際課確定相關(guān)參數(shù)p組數(shù)k和組距d：按表2-2初選k，計算得d=R/(k-1)后圓整，即dd 。p確定k：k=R/d+1。 p組界：xmin+(j-1) d/2(j=1，2，3，k)。p組中值：xmin+(j-1)d。p頻數(shù)mi和頻率fi：fi=mi/n。第五章機械加工精度第五章機械加工精度二、分布圖分析法二、分布圖分析法5-6 加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析1.直方