1、工藝系統(tǒng)的受力變形
切削過程中始終伴隨著力的作用,包括切削力、傳動力、夾緊力、重力等。在力的作用下,工藝系統(tǒng)不可避免地要產(chǎn)生變形,從而使刀具相對于工件的正確位置受到破壞,影響機(jī)械加工精度。
2、工藝系統(tǒng)的受熱變形
除了力的作用外,切削過程中還始終伴隨著熱的作用,包括切削熱、摩擦熱、輻射熱等。在熱的作用下,工藝系統(tǒng)同樣不可避免地要產(chǎn)生變形,同樣會使刀具相對于工件的正確位置受到破壞,造成加工誤差。特別是對于精密加工和大件加工,由于工藝系統(tǒng)熱變形所引起的加工誤差常常占到加工總誤差的40%~70%。
3、工藝系統(tǒng)的磨損
在力的作用下,工藝系統(tǒng)各部分的有關(guān)摩擦表面之間不可避免的要產(chǎn)生磨損,使工藝系統(tǒng)原有精度遭到破壞,因而對零件的加工精度產(chǎn)生影響。
例如,機(jī)床主軸部件的較大磨損將引起主軸回轉(zhuǎn)精度的下降,造成工件的圓度誤差;機(jī)床導(dǎo)軌的不均勻磨損將使運(yùn)動部件直線運(yùn)動精度及其與主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動間位置精度遭到破壞,引起工件的軸向形狀誤差;夾具定位元件和導(dǎo)引元件的磨損會造成定位誤差、對刀誤差和導(dǎo)向誤差,影響工件被加工表面與定位基準(zhǔn)面之間的尺寸精度和位置精度;在采用調(diào)整法加工時,刀具或砂輪的磨損將會擴(kuò)大一批工件的尺寸分散范圍。
4、工件的內(nèi)應(yīng)力
當(dāng)外部載荷去除以后,仍殘存在工件內(nèi)部的應(yīng)力,稱為內(nèi)應(yīng)力。
工件中的內(nèi)應(yīng)力往往處于一種不穩(wěn)定的平衡狀態(tài),在外部某種因素的作用下,很易失去原有的平衡,以達(dá)到一種新的較穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。內(nèi)應(yīng)力的重新分布過程中,工件將產(chǎn)生相應(yīng)的變形,破壞原有的加工精度。
1)毛坯制造及熱處理過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力
在鑄、鍛、焊及熱處理過程中,由于工件各部分不均勻的熱脹冷縮以及金相組織轉(zhuǎn)變時的體積改變,工件內(nèi)部會產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力。工件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、壁厚相差越大、散熱條件越差,內(nèi)應(yīng)力就越大。
2)工件冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力
細(xì)長軸類零件加工時,通常采用冷校直的方法糾正彎曲變形。這時,將會在工件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
冷校直后的工件雖然減小了彎曲,但產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力。如果在后續(xù)加工中再切去一層金屬,工件內(nèi)部的應(yīng)力將重新分布而導(dǎo)致彎曲,因此而產(chǎn)生幾何形狀誤差。
3)機(jī)械加工產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力
機(jī)械加工過程中,由于切削力和切削熱的綜合作用,會使表面層金屬晶格發(fā)生變形或使金相組織變化,從而會造成表面層的殘余應(yīng)力。