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影响哈挺机床精度的因素有哪些?

来源:http://www.hntqhr.com/news339622.html  发布时间 : 2019-09-12 00:00:00

影响哈挺机床精度的因素有哪些?

热变形是影响加工精度的缘由之一
 
       哈挺机床遭到车间环境温度的变化、电动机发热和机械运动摩擦发热、切削热以及冷却介质的影响,形成机床各部的温升不平均,招致机床形态精度及加工精度的变化。
    例如,在一台普通精度的数控铣床上加工70mm×1650mm的螺杆,上午7:30-9:00铣削的工件与下午2:00-3:30加工的工件相比,累积误差的变化可达85m。而在恒温条件下,则误差可减小至40m
       再如,一台用于双端面磨削0.6~3.5mm厚的薄钢片工件的精细双端面磨床,在验收时加工200mm×25mm×1.08mm钢片工件能到达mm的尺寸精度,弯曲度在全长内小于5m。但连续自动磨削1h后,尺寸变化范围增大到12m,冷却液温度由开机时的17℃上升到45℃。由于磨削热的影响,招致主轴轴颈伸长,主轴前轴承间隙增大。据此,为该机床冷却液箱添加一台5.5kW制冷机,效果非常理想。
       理论证明,哈挺机床受热后的变形是影响加工精度的重要缘由。但机床是处在温度随时随处变化的环境中;机床自身在工作时必然会耗费能量,这些能量的相当一局部会以各种方式转化为热,惹起机床各构件的物理变化,这种变化又由于构造方式的不同,材质的差别等缘由而千差万别。机床设计师应控制热的构成机理和温度散布规律,采取相应的措施,使热变形对加工精度的影响减少到zui小。
哈挺机床的温升及温度散布 
1.自然气候影响
      我国幅员广大,大局部地域处于亚热带地域,一年四季的温度变化较大,一天内温差变化也不一样。由此,人们对室内(如车间)温度的干预的方式和水平也不同,机床四周的温度气氛千差万别。
     例如,长三角地域时节温度变化范围约45℃左右,昼夜温度变化约5~12℃。机加工车间普通冬天无供热,夏天无空调,但只需车间通风较好,机加工车间的温度梯度变化不大。而东北地域,时节温差可达60℃,昼夜变化约8~15℃。每年10月下旬至次年4月初为供暖期,机加工车间的设计有供暖,空气流通缺乏。车间内外温差可达50℃。
    因而车间内冬季的温度梯度非常复杂,丈量时室外温度1.5℃,时间为上午8:15-8:35,车间内温度变化约3.5℃。精细机床的加工精度在这样的车间内受环境温度影响将是很大的。
    科德数控股份有限公司位于有“东北之窗”“ 北方明珠 ”“浪漫之都”之称的大连,大连地域位于我国东北部,地处北温带,是东北区zui暖和的中央,属季风性大陆性气候,但具有海洋性特性,气候特征为:四季清楚、气候温和;冬无严寒、夏无酷暑。
2.四周环境的影响
(1)车间小气候:如车间内温度的散布(垂直方向、程度方向)。当昼夜交替或气候以及通风变化时车间温度均会产生迟缓变化。
(2)车间热源:如太阳映照、供暖设备和大功率照明灯的辐射等,它们离机床较近时可直接长时间影响机床整体或局部部件的温升。相邻设备在运转时产生的热量会以幅射或空气活动的方式影响机床温升。
(3)散热:地基有较好的散热作用,特别是精细机床的地基切忌靠近公开供热管道,一旦决裂走漏时,可能成为一个难以找到缘由的热源;敞开的车间将是一个很好的“散热器”,有利于车间温度平衡。
(4)恒温:车间采取恒温设备对精细机床坚持精度和加工精度是很有效果的,但能耗较大。
 
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3.哈挺机床内部热影响要素 
(1)哈挺机床构造性热源。电动机发热如主轴电动机、进给伺服电动机、冷却光滑泵电动机、电控箱等均可产生热量。这些状况对电动机自身来说是允许的,但关于主轴、滚珠丝杠等元器件则有严重不利影响,应采取措施予以隔离。当输入电能驱动电动机运转时,除了有少局部(约20%左右)转化为电动机热能外,大局部将由运动机构转化为动能,如主轴旋转、工作台运动等;但不可防止的仍有相当局部在运动过程中转化为摩擦发热,例如轴承、导轨、滚珠丝杠和传动箱等机构发热。
(2)工艺过程的切削热。切削过程中刀具或工件的动能一局部耗费于切削功,相当一局部则转化切削的变形能和切屑与刀具间的摩擦热,构成刀具、主轴和工件发热,并由大量切屑热传导给机床的工作台夹具等部件。它们将直接影响刀具和工件间的相对位置。
(3)冷却。冷却是针对机床温度升高的反向措施,如电动机冷却、主轴部件冷却以及根底构造件冷却等。机床常常对电控箱配制冷机,予以强迫冷却。
减少主轴热变形的措施有以下四个方面:
1.减少热源,重点放在主轴轴承的转速、间隙调整及合理的预紧。关于推力轴承和圆锥滚子轴承,因其工作条件差发热较大,必要时能够改用推力角接触球轴承替代,以尽量减少某些零部件的摩擦发热。
2.隔热,使热源远离主轴,如将电动机、变速器隔离、采用别离传动等。
3.散热,增强光滑冷却、采用油冷、风冷等方式、加快热量分发。
4.减少热变形的影响,无论采用何种方式,只能减少热变形而很难完整消弭热变形,因而还应该采取措施,以减少热变形的影响
瞻望与愿景 
     控制哈挺机床热变形是现代精细加工范畴的一个重要课题,影响机床热变形的要素又是十分复杂的。再者,现代切削加工中的高速、、精细三者并举,则令机床的热变形问题更显突出。惹起了哈挺机床制造界的普遍注重。国内外机床界学者为此作了大量的研讨,在理论上获得了相当的停顿。机床热变形问题已成为机床研讨中的根本理论之一。
由此,我们以为机床热性能的优化设计应从以下方面着手: 
(1)现代机床的设计阶段,就应注重所设计机床将来应用的环境条件。 
(2)控制和配置热源是关键。控制热源主要是指控制能耗与动力源的匹配,采用新型构造,减少二次摩擦热源,进步能源的应用率。
(3)改动传统思想,把冷却、散热、光滑、排屑等安装从机床的“辅助”部件位置,提升到“重要”部件位置,不能轻视。

(4)注重构造的对称性和热变形的方向的设计,让热变形对精度的影响减少到zui小,特别要注重对构造件热变形数学模型的研讨和应用,以便为热变形控制设计提供定性定量的指示。


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