常見(jiàn)問(wèn)題
數(shù)控車(chē)床熱變形的原因以及減小熱變形的措施
數(shù)控車(chē)床的熱變形由以下原因造成：
1、切削熱，造成機(jī)床局部發(fā)熱，局部膨脹。
2、移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)部件發(fā)熱。
3、機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，造成環(huán)境溫度變化時(shí)，機(jī)床不同零件變形量不同，引起被加工零件尺寸精度變化。
1.減少發(fā)熱
機(jī)床內(nèi)部發(fā)熱是產(chǎn)生熱變形的主要熱源，應(yīng)當(dāng)盡可能地將熱源從主機(jī)中分離出去。目前，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床的電動(dòng)機(jī)、變速箱、液壓裝置及油箱等都已外置。對(duì)于不能與主機(jī)分離的熱源，如主軸軸承、絲杠螺母副、高速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副等，則必須改善其摩擦特性和潤(rùn)滑條件，以減少機(jī)床內(nèi)部的發(fā)熱。
主軸部件是直接影響加工精度的關(guān)鍵部件，而主軸上的軸承通常又是一個(gè)很大的內(nèi)部熱源。在數(shù)控機(jī)床上除了采用精密滾動(dòng)軸承和對(duì)軸承進(jìn)行油霧潤(rùn)滑外，還可采用靜壓軸承，這些措施都有利于降低主軸的溫升。在精密數(shù)控機(jī)床的主軸箱內(nèi)應(yīng)盡量避免使用摩擦離合器等發(fā)熱元件。
機(jī)床加工時(shí)所產(chǎn)生的切屑也是一個(gè)不可忽視的熱源，產(chǎn)生大量切屑的數(shù)控機(jī)床必須帶有完善的排屑裝置，以便將熱量盡快帶走。也可以在工作臺(tái)或?qū)к壣涎b設(shè)隔熱板，使這部分熱量被隔離在機(jī)床之外。在使用切削液的數(shù)控機(jī)床上，切削液冷卻了刀具和工件之后，帶走了切削熱，當(dāng)它散落在機(jī)床的各處時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生局部的溫升。精密數(shù)控機(jī)床應(yīng)控制切削液的溫度，并使切削液迅速地通過(guò)最短途徑從機(jī)床中排出。
潤(rùn)滑油在傳動(dòng)件之間流過(guò)，帶走了摩擦熱，使?jié)櫥统氐臏囟戎饾u升高，成為一個(gè)次生熱源。因此，在一些精密數(shù)控機(jī)床中已把潤(rùn)滑油池移出機(jī)床，當(dāng)然也可以對(duì)油池進(jìn)行溫度控制。
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及其油池是機(jī)床卜的又一次生熱源。除了盡可能將此油池移出機(jī)床之外，油泵的供油量必須選擇得適當(dāng)，否則大4多余的油液流經(jīng)溢液閥，既浪費(fèi)了能源又產(chǎn)生很大的熱量。所以對(duì)干需要經(jīng)常變化供油量的液壓系統(tǒng)，應(yīng)盡量采用變量泵。
2.拉制溫升
在采取了一系列減少熱源的措施之后，熱變形的情況將有所改善，但要完全消除機(jī)床的內(nèi)外熱源通常是十分困難的，甚至是不可能的，所以必須通過(guò)良好的散熱和冷卻來(lái)控制溫升，以減少熱源的影響。比較有效的方法是在機(jī)床的發(fā)熱部位進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。目前對(duì)于多坐標(biāo)軸的數(shù)控機(jī)床，由于它在幾個(gè)方向上都要求很高的精度，因此很難用補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)減少熱變形的影響。對(duì)于這類機(jī)床，采用制冷系統(tǒng)對(duì)潤(rùn)滑液進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的方法可以收到良好的效果。但制冷系統(tǒng)的冷卻能力必須適當(dāng)，如果吸熱量大于機(jī)床內(nèi)部熱源的發(fā)熱能力，將會(huì)使機(jī)床的溫度低于環(huán)境溫度，不僅引起收縮.而且濕空氣將會(huì)冷凝在機(jī)床表面上而使機(jī)床生銹。
除了采用強(qiáng)制冷卻之外，也可以在機(jī)床低溫部分通過(guò)加熱的方法，使機(jī)床各.4的溫度趨于一致，這樣可以保持溫度場(chǎng)的均勻，減少由于溫差造成的翹曲變形。某些較大型的數(shù)控機(jī)床設(shè)有加熱器，在加工之前通過(guò)加熱來(lái)縮短機(jī)床的預(yù)熱時(shí)間，以提高機(jī)床的實(shí)際生產(chǎn)率。
3.改善機(jī)床結(jié)構(gòu)
在同樣發(fā)熱的條件下，機(jī)床結(jié)構(gòu)對(duì)熱變形也有很大影響。目前，根據(jù)熱對(duì)稱原則設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床取得了較好的效果。因此，數(shù)控機(jī)床過(guò)去采用的.單立柱結(jié)構(gòu)有可能被雙立柱結(jié)構(gòu)所代替。雙立柱結(jié)構(gòu)由于左右對(duì)稱，受熱后的主軸軸線除產(chǎn)生垂直方向的平移外，其他方向的變形很小，而垂直方向的軸線移動(dòng)ITJ以方便地用一個(gè)坐標(biāo)的修正量進(jìn)行補(bǔ)償。
對(duì)于數(shù)控車(chē)床的主軸箱.應(yīng)盡LlA使主軸的熱變形發(fā)生在刀具切人的垂直方向上，如圖2-5所示。這是因?yàn)榈都庋毓ぜ邢虻钠茖?duì)工件徑向尺寸的變化影響極小，幾乎可以忽略。在結(jié)構(gòu)上還應(yīng)當(dāng)盡可能減小主軸中心與主軸箱底面的距離(如圖中的尺寸H)，以減少熱變形的總量;同時(shí)應(yīng)使主軸箱的前后溫升一致，避免主軸變形后出現(xiàn)傾斜。
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