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摘 要：高精度多工位机床的关键核心部件包括转动圆盘、上下动力头座，其制造精度的好坏直接影响到整机的核心性能。
关键词：高精度；多工位；关进技术
1.高精度多工位机床的关键核心部件
转动圆盘是机床的分度回转工作台，台面上安装有夹具和工件；上下动力头座分别位于转动圆盘的上下两侧，起到支撑动力头的作用。如图1.1所示。
转动圆盘在工件加工过程中需要频繁、快速地启动和制动，而且转盘在旋转过程中需要气动悬浮减小摩擦，并需满足旋转精度的要求，因此，转动圆盘的加工精度要求格外严格。国内多家企业和研究所都曾因该零件的加工达不到精度要求，而导致整台机床功归于溃。如图1.2所示为转盘零件的结构图，该零件外廓尺寸大且壁薄，装夹易发生变形，转盘台面上孔的尺寸精度、形位精度的要求均很高，一系列高精度的约束，给加工制造带来很大的困难，这是零件是否能加工成功最为关键的部分。
2.尺寸稳定性对零件变形的影响
机械零件在制造完成时所具有的性能和尺寸形状公差，在工作环境条件下，不可能完全保持其初期性能和尺寸绝对不变，这种不稳定性是导致精密机械精度变化的主要因素之一。在工作环境条件下，零件的尺寸稳定性（尺寸形状的不可逆变化）可能由于负载过大或刚度不足，表面磨损腐蚀及材料自发变化的过程等所引起，控制在工作环境条件下材料自发变化的过程，是解决精密机械零件尺寸不稳定的关键之一。精密机械设计时，对所用材料的要求是以材料弹性性能为标准，也就是以应力应变曲线中符合虎克定律的一段为基础，因此，零件尺寸的不稳定性也直接与材料的弹性形变、微塑性形变有关。
3.残余应力对加工精度的影响
金属材料在进行切削加工时，由于金属内部宏观或微观的组织发生不均勾的体积变化，不可避免会出现内应力，破坏了零件原有的应力平衡条件，而内部组织极其强烈地恢复到应力状态，平衡状态极不稳定。加工过程中附近的工件材料会产生塑性变形，这种变形产生的因素有很多，无论是何因素，总之不是弹性变形，不能完全回弹，是永久变形，一旦被附近材料阻挡就会产生残余应力，残余应力会重新分布直到完全松弛，使工件产生变形。产生的原因有以下几种：
（1）由热塑性变形引起刀具切削工件时，温度可达到600-800℃，切削部分的温度与域温接近，不过会随着加工过程的结束而降到一致。因此，收缩较多的区层面与刀具和工件的接触区得距离较远，收缩较小的层面在内层。然而工件的内层会牵制表层的收缩，使工件表层产生张应力，内层产生压应力。
（2）内层金属弹性恢复切削过程中，金属表层会产生塑（弹）性变形，金属内层只产生弹性变形。当加工结束后，材料的内层金属和外层金属均有弹性回弹，不过因为表层产生永久变形，致使内外层不能完全实现回弹，产生应力。
（3）外层金属相变加工过程中，外层金属温度可能较高，所以该层金属可能会发生相变从而形成奥氏体，冷却后又变成马氏体，奥氏体的体积比马氏体的体积比小，外层金属会膨胀，内外层之间不可避免产生应力。
4.切削力对加工精度的影响
切削力对零件加工变形的影响主要体现在两方面：
（1）切削力引起的零件的回弹变形；
（2）当切削力很大并且超过材料的弹性极限时，会使零件产生挤压变形，即塑性变形。
如图4.1所示，从力学角度分析机加工过程中影响工件切削精度的因素，其中对工件的加工精度影响比较大的因素是工件力变形和工具变形。
5.工装夹具对零件变形的影响
在加工过程中对工件进行支撑定位作用的是夹具，在装夹中薄壁工件的位置受其在夹紧点局部弹性变形的重要影响。此弹性变形会使薄壁件产生转动和移动，致使薄壁件的相对位置发生改变，出现“过切”或“欠切”现象。由经验总结得到，装夹可引起20%—60%的加工误差，是引起加工变形的重要因素。从图5.1中总结了零件加工变形的各种影响因素，其中装夹系统的夹紧位置、夹紧力、夹紧刚度及定位精度等均会引起工件的加工变形。
结论
本文研究了零件变形及加工精度所受的主要影响因素，指出了关键性技术难点，为高精度机床的核心技术提供了十分重要的研究依据。
参考文献
[1]王松乔.多工位机床的应用与国产化[J].中国制笔，1998，2（69）.
关键词：高精度；多工位；关进技术
1.高精度多工位机床的关键核心部件
转动圆盘是机床的分度回转工作台，台面上安装有夹具和工件；上下动力头座分别位于转动圆盘的上下两侧，起到支撑动力头的作用。如图1.1所示。
转动圆盘在工件加工过程中需要频繁、快速地启动和制动，而且转盘在旋转过程中需要气动悬浮减小摩擦，并需满足旋转精度的要求，因此，转动圆盘的加工精度要求格外严格。国内多家企业和研究所都曾因该零件的加工达不到精度要求，而导致整台机床功归于溃。如图1.2所示为转盘零件的结构图，该零件外廓尺寸大且壁薄，装夹易发生变形，转盘台面上孔的尺寸精度、形位精度的要求均很高，一系列高精度的约束，给加工制造带来很大的困难，这是零件是否能加工成功最为关键的部分。
2.尺寸稳定性对零件变形的影响
机械零件在制造完成时所具有的性能和尺寸形状公差，在工作环境条件下，不可能完全保持其初期性能和尺寸绝对不变，这种不稳定性是导致精密机械精度变化的主要因素之一。在工作环境条件下，零件的尺寸稳定性（尺寸形状的不可逆变化）可能由于负载过大或刚度不足，表面磨损腐蚀及材料自发变化的过程等所引起，控制在工作环境条件下材料自发变化的过程，是解决精密机械零件尺寸不稳定的关键之一。精密机械设计时，对所用材料的要求是以材料弹性性能为标准，也就是以应力应变曲线中符合虎克定律的一段为基础，因此，零件尺寸的不稳定性也直接与材料的弹性形变、微塑性形变有关。
3.残余应力对加工精度的影响
金属材料在进行切削加工时，由于金属内部宏观或微观的组织发生不均勾的体积变化，不可避免会出现内应力，破坏了零件原有的应力平衡条件，而内部组织极其强烈地恢复到应力状态，平衡状态极不稳定。加工过程中附近的工件材料会产生塑性变形，这种变形产生的因素有很多，无论是何因素，总之不是弹性变形，不能完全回弹，是永久变形，一旦被附近材料阻挡就会产生残余应力，残余应力会重新分布直到完全松弛，使工件产生变形。产生的原因有以下几种：
（1）由热塑性变形引起刀具切削工件时，温度可达到600-800℃，切削部分的温度与域温接近，不过会随着加工过程的结束而降到一致。因此，收缩较多的区层面与刀具和工件的接触区得距离较远，收缩较小的层面在内层。然而工件的内层会牵制表层的收缩，使工件表层产生张应力，内层产生压应力。
（2）内层金属弹性恢复切削过程中，金属表层会产生塑（弹）性变形，金属内层只产生弹性变形。当加工结束后，材料的内层金属和外层金属均有弹性回弹，不过因为表层产生永久变形，致使内外层不能完全实现回弹，产生应力。
（3）外层金属相变加工过程中，外层金属温度可能较高，所以该层金属可能会发生相变从而形成奥氏体，冷却后又变成马氏体，奥氏体的体积比马氏体的体积比小，外层金属会膨胀，内外层之间不可避免产生应力。
4.切削力对加工精度的影响
切削力对零件加工变形的影响主要体现在两方面：
（1）切削力引起的零件的回弹变形；
（2）当切削力很大并且超过材料的弹性极限时，会使零件产生挤压变形，即塑性变形。
如图4.1所示，从力学角度分析机加工过程中影响工件切削精度的因素，其中对工件的加工精度影响比较大的因素是工件力变形和工具变形。
5.工装夹具对零件变形的影响
在加工过程中对工件进行支撑定位作用的是夹具，在装夹中薄壁工件的位置受其在夹紧点局部弹性变形的重要影响。此弹性变形会使薄壁件产生转动和移动，致使薄壁件的相对位置发生改变，出现“过切”或“欠切”现象。由经验总结得到，装夹可引起20%—60%的加工误差，是引起加工变形的重要因素。从图5.1中总结了零件加工变形的各种影响因素，其中装夹系统的夹紧位置、夹紧力、夹紧刚度及定位精度等均会引起工件的加工变形。
结论
本文研究了零件变形及加工精度所受的主要影响因素，指出了关键性技术难点，为高精度机床的核心技术提供了十分重要的研究依据。
参考文献
[1]王松乔.多工位机床的应用与国产化[J].中国制笔，1998，2（69）.