鈺卓簡(jiǎn)述減少大型數(shù)控車床熱變形的措施

來源：m.devkeep.com.cn 發(fā)布日期：2016-11-9 11:38:48 訪問次數(shù)：

大型數(shù)控車床內(nèi)部發(fā)熱是產(chǎn)生熱變形的主要熱源，應(yīng)盡可能地將熱源從主機(jī)中分離出去，比如將電動(dòng)機(jī)、變速箱、液壓裝置以及油箱等外置。對(duì)于不能與主機(jī)分離的熱源，如主軸軸承、絲桿螺母副、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。

鈺卓簡(jiǎn)述減少大型數(shù)控車床熱變形的措施
　　大型數(shù)控車床內(nèi)部發(fā)熱是產(chǎn)生熱變形的主要熱源，應(yīng)盡可能地將熱源從主機(jī)中分離出去，比如將電動(dòng)機(jī)、變速箱、液壓裝置以及油箱等外置。對(duì)于不能與主機(jī)分離的熱源，如主軸軸承、絲桿螺母副、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，而主軸上的軸承又是一個(gè)很大的熱源。在數(shù)控車床上除了采取精密滾動(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。同時(shí)，在精密數(shù)控車床的主軸箱內(nèi)應(yīng)盡量避免使用摩擦離合器等發(fā)熱元件。
　　大型數(shù)控車床加工時(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)控車床應(yīng)裝有完善的排屑裝置，以便將熱量盡快帶走，或者在工作臺(tái)或?qū)к壣习惭b隔熱板，使這部分熱量被隔離在機(jī)床之外。此外，在使用切削液的數(shù)控車床上，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。因此，精密數(shù)控車床應(yīng)控制切削液的溫度，并使切削液迅速地通過短途徑從機(jī)床中排出。
控制溫升
　　除了采取上述措施來減少發(fā)熱外，還必須通過良好的散熱和冷卻來控制溫升，以減少熱源的影響，比如在機(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)控車床，由于它在幾個(gè)方向上都有要求很高的精度，因而很難采用補(bǔ)償?shù)姆椒▉頊p少熱變形的影響。對(duì)于這類數(shù)控車床，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。但是需要注意，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)熱量，那么，這勢(shì)必會(huì)使機(jī)床的溫度低于環(huán)境溫度，不僅引起收縮，而且潮濕空氣會(huì)將冷凝在機(jī)床表面上而使機(jī)床生銹。
　　除了采用強(qiáng)制冷卻之外，也可以在數(shù)控車床低溫部分通過加熱的方法，使機(jī)床各點(diǎn)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，比如某些較大型的數(shù)控車床設(shè)有加熱設(shè)備，在加工之前通過縮短機(jī)床的預(yù)熱時(shí)間，以提高機(jī)床的實(shí)際生產(chǎn)率
　　改善數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)
　　在同樣發(fā)熱條件下，不同的機(jī)床結(jié)構(gòu)對(duì)熱變形的影響也不一樣，故而改善數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)，可以有效地控制數(shù)控車床的熱變形。因此，在設(shè)計(jì)數(shù)控車床時(shí)要盡可能的采用雙立柱結(jié)構(gòu)而不是目前流行的單位柱結(jié)構(gòu)。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)可以方便地用一個(gè)坐標(biāo)的修正量進(jìn)行補(bǔ)償。此外，在設(shè)計(jì)數(shù)控車床的主軸箱時(shí)，應(yīng)該盡量使主軸的熱變形發(fā)生在刀具切入的垂直方向上，這樣，刀尖沿工件切向的偏移對(duì)工件徑向尺寸的變化影響極小，幾乎就可以忽略不計(jì)。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，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。