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在氣脹軸加工過程中,工藝系統除受到總切削力作用外,還受到夾緊力、重力、慣性力、傳動力等的作用,在這些力的作用下,工藝系統也將產生變形,進而影響工件加工精度。如前所述,工件裝夾時,由于工件剛性較差或夾緊力著力點不當,會使氣脹軸工件產生相應的變形,造成加工誤差。例如用三爪自定心卡盤夾持薄壁套簡鏜孔。
夾緊后套筒呈三棱形,雖然鏜出的孔成正圓形,但松開后,套簡的彈性恢復使已鏜成圓形的孔變成了三角棱圓形。為減少此種集中夾緊力引起的氣脹軸變形,生產中常采用套筒外加一薄壁的開口過渡環,或采用專用卡爪夾緊使夾緊力均勻分布在薄壁套簡上,從而減少變形,減少加工誤差。
工藝系統有關零部件由于自身的重力也會引起相應的變形,造成氣脹軸加工誤差。大型立車在刀架的自重作用下引起橫梁的變形,造成工件端面的平面度誤差和外圓上的錐度誤差。
工件直徑愈大,加工誤差也愈大。機床部件自重所引起的誤差關于傳動力和慣性力對加工精度的影響,有兩種不同的論點,一種論點認為,由于這兩種力的作用,會引起工藝系統的變形而使工件產生形狀誤差。
例如:在車床或漕床上常采用單爪撥盤帶動工件旋轉,而傳動力在撥盤的每一轉中不斷改變方向,它在 y 方向上的分力有時和背向切削分力相同,有時相反。因此造成氣脹軸工藝系統的受力變形發生變化,引起加工誤差。而另一種論點則認為,不論是傳動力,還是由于高速切削時工藝系統中不平衡構件產生的離心力,雖然它們在工件的每一轉中不斷變更方向,引起工件幾何軸線發生變動,但理論上不會產生工件的圓度誤差。
之所以產生這種不同的觀點,主要是由于在分析計算時,所考慮的影響因素多與少的不同,而得出不同的結果。第一種觀點未考慮背向切削力的作用及工藝系統受力變形后主軸瞬時回轉軸線的變化,第二種觀點考慮了主軸瞬時回轉軸線變動的影響,當主軸兒何軸線具有角度擺動的第一種情況一幾何軸線相對于平均軸線在空間成一定錐角的圓錐軌跡時,加工后的氣脹軸工件近似真圓。
但周期變化的慣性力常常會引起工藝系統的振動,影響加工質量,因此在機械加工中若遇到這種情況,可采用“對重平衡”的方法來消除,即在不平衡質量的反向加裝重塊,使兩者的離心力相互抵消。必要時亦可適當降低轉速,以減少離心力的影響。
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