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探讨数控机床产生热变形的主要原因


来源:苏州史克威尔精密机械有限公司 | 发布时间:2018/11/21 10:22:57

 各类机床的热变形的趋势以及对加工精度的影响。

 
  (1)车、铣、钻、镗类机床的热变形此类机床的主要热源是主轴箱。主轴箱中的齿轮、轴承的摩擦发热而传给润滑油的热,使主轴箱及与之相连的床身或主轴的温度升高而产生较大的热变形。
 
  (2)磨床类机床的热变形。  
 
  (3)大型机床的热变形。在这种情况下,加工后工件表面将产生形状误差和位置误差。
 
  (4)数控机床和加工中心机床的热变形。加工中心机床,它不改变工件装夹条件下,对工件进行多面、多工序的加工,转速高,内部热源大、散热时间短、又不允许较大的热变形。故数控机床,加工中心机床,防止热变形,必须采取相应的措施。
 
  机床的热变形的主要原因是热源的发热,减少热源的发热量是减少机床热变形的主要措施之一。提高滚动轴承的质量。改变主轴承及传动轴承的润滑条件及装配质量。因造成机械轴承的温升,主要是取决径向负荷及摩擦系数,上述除改变轴承的润滑条件外,还可以采用动压油膜轴承,静压轴承,均可能减少磨擦系数,同时减少轴承的发热量。
 
  一般说来,油箱设计合理,靠油箱自然散热,可以满足油箱油温控制要求,但是,对于精密机床来讲,液压部件的油温及润滑油的油温应严格控制,有时需要恒温,以保持机床正常的工作精度。在此情况下,需要对油温进行控制,除了风扇吹风或用冷冻机吹风外,也可以在油箱内安排蛇形管冷却器或管式冷却器,以冷却水将多余的热量带走。原来用空气冷却的电动机,可改用氢、氦气冷却,因它们的导热系数比一般气体高510倍,因此,改用氢、氦气冷却,其冷却效果好得多。对机床各部件,改善表面光洁度。涂漆、氧化及表面处理,可以改善表面的吸热条件,从而控制各种热源的影响。
 
  综上所述,控制与防止机床热变形对加工精度的影响,可以采用机床的合理结构设计及其工艺措施。而另一途径是机床各零件、部件在使用材料上创新。可用花岗岩、轻合金、精细陶瓷等等的线膨胀系数小的特殊材料来制造机床床身、立柱等基础支承件。当采用玻璃陶瓷制作精密机床主轴,它是理想的材料。因这种特殊材料,振动衰减性好。热稳定性好、尺寸稳定、易取材。因此可减少机床热变形对加工精度的影响。另外,采用加工误差自动补偿技术是提高加工精度又一个途径。综合运用传感检测技术、尺寸预报和自动适用控制方法的软件补偿,可以实现控制机床热变形对加工误差的影响。
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