高職《機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)》PPT電子課件

高職《機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)》PPT電子課件,機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì),高職,機(jī)械制造,工藝,夾具,設(shè)計(jì),PPT,電子,課件 模塊三 機(jī)械加工精度2主要內(nèi)容主要內(nèi)容r 項(xiàng)目1 機(jī)械加工精度概述r 項(xiàng)目2 工藝系統(tǒng)的幾何誤差r 項(xiàng)目3 工藝系統(tǒng)的受力變形r 項(xiàng)目4 工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力r 項(xiàng)目5 加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析r 項(xiàng)目6 保證和提高加工精度的措施3項(xiàng)目4 工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.1 工藝系統(tǒng)的熱源1）切削熱切削熱是加工中最主要的熱源，它對工件加工精度的影響最直接。2）摩擦熱摩擦熱在工藝系統(tǒng)中是局部發(fā)熱，會引起局部溫升和變形，是機(jī)床熱變形的主要熱源。3）外部熱源外部熱源的熱輻射及環(huán)境溫度的變化對機(jī)床熱變形的影響，有時也是不可忽視的。4在精密加工和大件加工中，工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差占總誤差的約4070%。v 溫度場工藝系統(tǒng)各部分溫度分布v 熱平衡單位時間內(nèi)，系統(tǒng)傳入的熱量與傳出的熱 量相等，系統(tǒng)各部分溫度保持在相對穩(wěn)定的數(shù)值上v溫 度場與熱平衡研究目前以實(shí)驗(yàn)研究為主工藝系統(tǒng)熱源內(nèi)部熱源外部熱源切削熱摩擦熱環(huán)境熱源輻射熱工藝系統(tǒng)熱源工藝系統(tǒng)熱源溫度場與工藝系統(tǒng)熱平衡溫度場與工藝系統(tǒng)熱平衡5項(xiàng)目4 工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.2 工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響1）工件熱變形對加工精度的影響（1）工件均勻受熱車削或磨削軸類零件外圓時，可認(rèn)為是均勻受熱的情況。（2）工件不均勻受熱磨削薄片類工件的表面就屬于不均勻受熱的情況。6 圓柱類工件熱變形 5級絲杠累積誤差全長5m，可見熱變形的嚴(yán)重性式中 L，D 長度和直徑熱變形量；L，D 工件原有長度和直徑；工件材料線膨脹系數(shù)；t 溫升。長度：長度：直徑：直徑：例：長例：長400mm400mm絲杠，加工過程溫升絲杠，加工過程溫升1 1，熱伸長量為：，熱伸長量為：7式中 X 變形撓度；L，S 工件原有長度和厚度；工件材料線膨脹系數(shù)；t 溫升。板類工件單面加工時的熱變形平面加工熱變形X/4LS此值已大于精密導(dǎo)軌平直度要求此值已大于精密導(dǎo)軌平直度要求結(jié)結(jié)果果：加工時上表面升溫，工件向上拱起，磨削時將中凸部分磨平，冷卻后工件下凹。例例：高600mm，長2000mm的床身，若上表面溫升為3，則變形量為：8項(xiàng)目4 工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.2 工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響2）刀具的熱變形對加工精度的影響刀具熱變形的熱源主要是切削熱；連續(xù)切削時，刀具的熱變形在切削開始階段增加很快，隨后變得較緩慢；間斷切削時，由于刀具有短暫的冷卻時間，其熱變形曲線具有熱脹冷縮雙重特性；切削停止后，刀具溫度立即下降，開始冷卻很快，以后逐漸減慢。9 體體積積小小，熱熱容容量量小小，達(dá)到熱平衡時間較短達(dá)到熱平衡時間較短 溫溫升升高高，變變形形不不容容忽忽視（達(dá)視（達(dá)0.03 0.03 0.05mm0.05mm）變形曲線式中 熱伸長量；max 達(dá)到熱平衡熱伸長量；切削時間；c 時間常數(shù)（常取34分鐘）。(min)車刀熱變形曲線連續(xù)切削升溫曲線冷卻曲線間斷切削升溫曲線（m）maxb0c0.63max刀具熱變形刀具熱變形10項(xiàng)目4 工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.2 工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響3）機(jī)床的熱變形對加工精度的影響機(jī)床熱變形的熱源主要是摩擦熱、傳動熱和外界熱源傳入的熱量；形成不均勻的溫度場，使機(jī)床各部件之間的相互位置發(fā)生變化，破壞了機(jī)床原有的幾何精度而造成加工誤差；不同類型的機(jī)床，其主要熱源各不相同，熱變形對加工精度的影響也不相同。11v 體積大，熱容量大，溫升不高，達(dá)到熱平衡時間長v 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，溫度場和變形不均勻，對加工精度影響顯著運(yùn)轉(zhuǎn)時間/h0 1 2 3 450150100200位移/m20406080溫升/YX前軸承溫升車床受熱變形a）車床受熱變形形態(tài)b）溫升與變形曲線機(jī)床熱變形特點(diǎn)機(jī)床熱變形特點(diǎn)車床熱變形車床熱變形12v 立銑（圖a）立式銑床、外圓磨床、導(dǎo)軌磨床受熱變形a）銑床受熱變形形態(tài)b）外圓磨床受熱變形形態(tài)c）導(dǎo)軌磨床受熱變形形態(tài)v 外圓磨（圖b）v 導(dǎo)軌磨（圖c）其他機(jī)床熱變形其他機(jī)床熱變形13例例1 1：磨床油箱置于床身內(nèi)，其發(fā)熱使導(dǎo)軌中凹解決：解決：導(dǎo)軌下加回油槽平面磨床補(bǔ)償油溝例例2 2：立式平面磨床立柱前壁溫度高，產(chǎn)生后傾。解決：解決：采用熱空氣加熱立柱后壁。均衡立柱前后壁溫度場v 減少切削熱和磨削熱，粗、精加工分開。v 充分冷卻和強(qiáng)制冷卻。v 隔離熱源。減少熱源發(fā)熱和隔離熱源減少熱源發(fā)熱和隔離熱源均衡溫度場均衡溫度場14圖b 支承距影響熱變形L1L2v 熱對稱結(jié)構(gòu)v 熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)（圖a，主軸熱補(bǔ)償）圖a 雙端面磨床主軸熱補(bǔ)償1主軸 2殼體 3過渡套筒熱伸長方向熱伸長方向v 合理選擇裝配基準(zhǔn)（圖b）v高速空運(yùn)轉(zhuǎn)v人為加熱v 恒溫v 人體隔離采用合理結(jié)構(gòu)采用合理結(jié)構(gòu)加速達(dá)到熱平衡加速達(dá)到熱平衡控制環(huán)境溫度控制環(huán)境溫度15項(xiàng)目4 工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.3 工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力對加工精度的影響1）內(nèi)應(yīng)力的概念內(nèi)應(yīng)力也叫殘余應(yīng)力，是指在沒有外加載荷或去除外加載荷后，工件內(nèi)部仍存在的應(yīng)力。具有內(nèi)應(yīng)力的零件處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，它的內(nèi)部組織有強(qiáng)烈的要恢復(fù)到穩(wěn)定的無應(yīng)力狀態(tài)的傾向。具有內(nèi)應(yīng)力的零件，在外觀上一般沒有什么表現(xiàn)，只有當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時，零件才會出現(xiàn)裂紋。當(dāng)帶有內(nèi)應(yīng)力的工件受到力或熱的作用而失去原有的平衡時，內(nèi)應(yīng)力就將重新分布以達(dá)到新的平衡，并伴隨有變形產(chǎn)生，使工件產(chǎn)生加工誤差。16項(xiàng)目4 工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.3 工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力對加工精度的影響2）內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因毛坯制造和熱處理過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形 17項(xiàng)目4 工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.3 工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力對加工精度的影響3）減少或消除內(nèi)應(yīng)力的措施增加消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序；合理安排工藝過程；改善零件結(jié)構(gòu)；提高零件的剛度；使零件的壁厚均勻等。18Thank You！