工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響
1.機(jī)床熱變形對加工精度的影響
機(jī)床在加工過程中，在內(nèi)外熱源的影響下，各部分溫度將發(fā)生變化。由于熱源分布得不均勻和機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，機(jī)床各部件將發(fā)生不同程度的熱變形，破壞了機(jī)床的幾何精度，從而影響工件的加工精度。機(jī)床的熱變形，最主要的是主軸箱部件、床身導(dǎo)軌以及兩者相對位置等方面的熱變形對加工精度的影響最大。對于大型機(jī)床，如導(dǎo)軌磨床、外圓磨床、龍門式機(jī)床等長形床身部件，其溫差影響是很顯著的。另外，立柱和床鞍的位置也因床身的熱變形而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。常見機(jī)床的熱變形趨勢如圖2-5-20所示。
2.工件熱變形對加工精度的影響
工件主要受切削熱影響而產(chǎn)生變形，對于大型工件或精密工件，外部熱源也不可忽視，由于加工方法不同，不同的工件材料、結(jié)構(gòu)和尺寸、工件的受熱變形也不相同。
1)工件均勻受熱。在車削、磨削軸、套、盤類零件的內(nèi)、外圓中，當(dāng)采用兩頂尖裝夾方法時(shí)，對于長度較長的工件受熱后伸長量較大，受到頂尖的阻礙會(huì)出現(xiàn)壓桿失穩(wěn)的現(xiàn)象，這不但會(huì)使工件彎曲產(chǎn)生較大的誤差，還有工件被甩出的隱患。這時(shí)宜采用彈性頂尖，或經(jīng)常松開頂尖，以調(diào)整對工件的壓力。
工件受熱變形對粗加工似乎影響不大，但在數(shù)控機(jī)床上加工工件時(shí)，會(huì)給后續(xù)的加工工序帶來影響。如工件沒有充分冷卻就進(jìn)行精加工，則使冷卻后測量的實(shí)際尺寸超差。
工件受熱變形對精加工的影響較突出，特別是細(xì)長、高精度工件。例如磨削長度為3m的絲杠，一次走刀后工件溫度升高3℃，則絲杠伸長量為0.1mm。
2)工件不均勻受熱。如銑、刨、磨平面時(shí)，工件單面受熱，上、下兩面的溫度差使工件拱起，凸出部分隨即被切(磨)去。而工件冷卻后變形恢復(fù)，使工件出現(xiàn)中凹的形狀誤差。
3.刀具熱變形對加工精度的影響
刀具的熱變形引起的加工誤差。刀具的受熱變形主要是由切削熱引起的。雖然大部分的切削熱都被切屑所帶走，傳給刀具的熱量并不多，但因刀具體積小，熱容量也小，而熱量又集中，所以刀具切削表面通常會(huì)達(dá)到很高的溫度。如高速鋼車刀的切削刃部分溫度可達(dá)到700℃左右，其受熱伸長量可達(dá)0.03~0.05mm。因此，刀具的受熱變形不可忽視。
連續(xù)切削時(shí)，刀具的受熱變形開始時(shí)比較快，隨后變得較緩慢，經(jīng)過不長的時(shí)間便趨于熱平衡狀態(tài)。間斷切削時(shí)，由于刀具有短時(shí)間的冷卻，故其受熱變形量比連續(xù)切削時(shí)要小一些，但其熱變形的量不穩(wěn)定，時(shí)大時(shí)小。
為了減小工件、刀具的受熱變形，可通過合理選擇刀具角度、切削用量，并使粗、精加工分開，采用切削液等方法降低切削熱，保證加工精度。
