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钰卓简述减少大型数控车床热变形的措施
来源:motorhl.com 发布日期:2016-11-9 11:38:48 访问次数:
大型数控车床内部发热是产生热变形的主要热源,应尽可能地将热源从主机中分离出去,比如将电动机、变速箱、液压装置以及油箱等外置。对于不能与主机分离的热源,如主轴轴承、丝杆螺母副、高速运动导轨副等,则必须改善其摩擦特性和润滑条件,以减少机床内部的发热。

钰卓简述减少大型数控车床热变形的措施
  大型数控车床内部发热是产生热变形的主要热源,应尽可能地将热源从主机中分离出去,比如将电动机、变速箱、液压装置以及油箱等外置。对于不能与主机分离的热源,如主轴轴承、丝杆螺母副、高速运动导轨副等,则必须改善其摩擦特性和润滑条件,以减少机床内部的发热。
  主轴部件是直接影响加工精度的关键部件,而主轴上的轴承又是一个很大的热源。在数控车床上除了采取精密滚动轴承和对轴承进行油雾润滑外,还可采用静压轴承。同时,在精密数控车床的主轴箱内应尽量避免使用摩擦离合器等发热元件。
  大型数控车床加工时所产生的切屑也是一个不可忽视的热源。产生大量切屑的数控车床应装有完善的排屑装置,以便将热量尽快带走,或者在工作台或导轨上安装隔热板,使这部分热量被隔离在机床之外。此外,在使用切削液的数控车床上,切削液冷却了刀具和工件之后,带走了切削热,当它散落在机床的各处时,也会产生局部的温升。因此,精密数控车床应控制切削液的温度,并使切削液迅速地通过短途径从机床中排出。
    控制温升
  除了采取上述措施来减少发热外,还必须通过良好的散热和冷却来控制温升,以减少热源的影响,比如在机床的发热部位进行强制冷却。目前对于多坐标轴的数控车床,由于它在几个方向上都有要求很高的精度,因而很难采用补偿的方法来减少热变形的影响。对于这类数控车床,采用制冷系统对润滑液进行强制冷却的方法可以收到良好的效果。但是需要注意,制冷系统的冷却能力必须适当,如果吸热量大于机床内部热源的发热量,那么,这势必会使机床的温度低于环境温度,不仅引起收缩,而且潮湿空气会将冷凝在机床表面上而使机床生锈。
  除了采用强制冷却之外,也可以在数控车床低温部分通过加热的方法,使机床各点的温度趋于一致,这样可以保持温度场的均匀,减少由于温差造成的翘曲变形,比如某些较大型的数控车床设有加热设备,在加工之前通过缩短机床的预热时间,以提高机床的实际生产率
  改善数控车床的结构
  在同样发热条件下,不同的机床结构对热变形的影响也不一样,故而改善数控车床的结构,可以有效地控制数控车床的热变形。因此,在设计数控车床时要尽可能的采用双立柱结构而不是目前流行的单位柱结构。双立柱结构由于左右对称,受热后的主轴轴线除产生垂直方向的平移外,其他方向的变形很小,而垂直方向的轴线移动可以方便地用一个坐标的修正量进行补偿。此外,在设计数控车床的主轴箱时,应该尽量使主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上,这样,刀尖沿工件切向的偏移对工件径向尺寸的变化影响极小,几乎就可以忽略不计。在结构上还应当尽可能减小主轴中心与主轴箱底面的距离,以减少热变形的总量。同时,应使主轴箱的前后温升一致,避免主轴变形后出现倾斜。

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