浅谈机械加工过程中工艺系统热变形产生的误差.pdf
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1、浅谈机械加工过程中工艺系统热变形产生的误差浅谈机械加工过程中工艺系统热变形产生的误差 摘要:摘要:在机械加工过程中,人们往往十分重视机械设备的自身精度、刀具及夹具的精度 对工件加工精度的误差,而忽视加工过程中,工艺系统在热的作用下产生复杂的变形产 生的加工误差,影响加工精度。工艺系统的热变形问题现已成为机械加工技术进一步发 展中的一个重要问题。 关键词:关键词:工艺系统,热变形,误差,加工精度 机械加工过程中,工艺系统在热的作用下,常产生复杂的变形,从而破坏工件与刀具的 相对运动的准确性。 而引起的误差。 特别是在精密加工中, 由于热变形引起的加工误差 , 问题尤为突出。热变形不仅严重地降低了
2、加工精度,而且影响机床的效率。因此,近年 来越来越多地提出了改善工艺系统中机床热态特征的要求。 工艺系统的热变形问题是我 们机械加工过程中值得关注的重要问题。 一、机床热变形对加工精度的影响 机床在运转与加工过程中,在内外热源的影响下,各部分温度发生变化。由于热源分布 的不均和机床结构的复杂性,这种变化所形成的机床温度场一般都是不均匀的,因此将 发生不同程度的热变形,使刀具和工件产生了新的相对位置的变化,影响加工精度。有 关机床热变形对加工精度的影响,最重要的是主轴部件、床身导轨以及两者相对位置等 方面的热变形影响。 对于车、铣、钻、镗类等机床,其主要热源是主轴箱轴承的摩擦热以及主轴箱中油池的
3、 发热,导致主轴箱及床身温度的升高。例如根据 CE6140车床的试验,其变形情况如下 图 a 所示,温升使主轴抬高和倾斜。影响主轴倾斜的主要原因是床身的热变形,它约占 总倾斜量的75%。主轴前后轴承的温度差所引起的倾斜量只占25%左右。 (图 b) 二、刀具的热变形对加工精度的影响 切削热是刀具热变形的主要热源,虽然切削热大部分遗留在切屑中,传给刀具的部分占 总热量很小的百分比。但因刀体小,热惯性小,刀具的工作表面通常被加热到很高的温 度。例如高速钢车刀的刀刃部分,温度可达700800。刀具热变形在切削之初增长很 快,随之变得较为缓慢,经过不长的时间(约一、二十分钟)后即可达到热平衡状态, 此
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