工件热变形对加工精度的影响

工件主要受切削热影响而产生变形，工件热变形可归纳为两种情况来分析:

1．工件比较均匀受热

一些形状简单的轴类、套类和盘类零件的内、外圆加工，切削热比较均匀地传入，温度在工件全长或圆周上都比较一致，热变形比较均匀，可根据温升来估算工件的热变形量。

式中:α——零件材料的热膨胀系数(钢:α≈1.17×10－5 K－1，铸铁:α≈1.05×10－5 K－1，

铜:α≈1.7×10－5 K－1);

D、L——工件在热变形方向上的尺寸，mm;

ΔT——工件温升，℃。(www.xing528.com)

加工较短零件时，可忽略轴向变形引起的误差;车削较长工件时，由于沿工件轴向切削时间有先后，开始切削温升较低，随着切削的进行温升逐渐增加，工件直径逐渐胀大，因此工件的背吃力量也随之增大，零件冷却后会产生锥度误差。若工件以两顶尖定位，工件受热伸长时，如果顶尖不能轴向位移，则工件将产生弯曲变形。加工丝杠时，零件受热后轴向伸长成为影响螺距精度的主要因素。

2．工件不均匀受热

对工件的平面进行铣、刨、磨等加工时，工件单面受热，上下表面的温差将导致工件向上拱起，加工时中间凸起部分被切去，加工完毕冷却后工件表面变成下凹，造成平面度误差。

磨削长L、厚S的板类零件，其热变形挠度x可按式(4-20)估算(见图4-24)

4　工件单面受的弯曲变形计算

对于大型精密零件的加工，如高600mm，长2000mm的机床床身的磨削加工，床身误差为4.4℃时，热变形可达20μm。这说明工件单面受热引起的误差对加工精度影响很严重，为了减少误差，切削时应使用充分的切削液以减少温升，也可采用误差补偿的办法，在装类工件时使加工表面产生微凹变形，以补偿工件单面受热而拱起的误差。