數(shù)控機(jī)床加工中心熱變形成的原因分析：
機(jī)床產(chǎn)生熱變形的主要原因是熱源及機(jī)床各部分的溫差。熱源通常包括加工中的切削熱、運(yùn)動(dòng)副的摩擦熱和動(dòng)力源的發(fā)熱以及輻射與周圍環(huán)境等其它外界熱源等。此外，機(jī)床零件的材料、結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸的不一致也是產(chǎn)生熱變形的重要因素。
(一)切削熱
在金屬切削過程中，由機(jī)械能變?yōu)楸磺邢鞑牧系淖冃文�，從而產(chǎn)生大量的熱量，產(chǎn)生熱量的大小主要取決于被切削材料的性質(zhì)及切削用量的大小。切削產(chǎn)生的熱量主要通過傳熱分配到刀具、工件和切屑，它們之間按照一定的比例關(guān)系分配熱量。對于不同的加工種類，其切削熱的計(jì)算與分配也各不相同。
在車削加工中，大量的熱量被切屑帶走，傳給工件的熱量次之，一般在30%以下，而傳給刀具的熱量又次之，一般不大于5%；對于銑削和刨削加工，傳給工件的熱量一般在30%以下；在不加冷卻液切削時(shí)，大量的切屑落在機(jī)床床身和工作臺上，它對床身和工作臺熱變形的影響是顯而易見的。但大量的切屑只有粗加工時(shí)才有，而機(jī)床熱變形對粗加工精度的影響則一般可以忽略；對于精加工，由于走刀量和切削深度一般比較小，故切屑帶走的熱量也比較小，它們所引起床身和工作臺的熱變形也相對比較小，是否需要考慮，要看具體情況而定。但在加工中心上，零件的粗、精加工往往在同一臺機(jī)床上進(jìn)行加工，對工作臺熱變形的影響，就應(yīng)予以注意。
(二)運(yùn)動(dòng)副的摩擦熱和動(dòng)力源的發(fā)熱
機(jī)床有各種運(yùn)動(dòng)副，如主軸部件的滾動(dòng)軸承、工作臺與導(dǎo)軌、絲杠與螺母等，運(yùn)動(dòng)件之間的相互運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦力，從而引起摩擦熱而形成熱源。電機(jī)本身的發(fā)熱和液壓系統(tǒng)的發(fā)熱，也成為機(jī)床某一部件的發(fā)熱源�，F(xiàn)代機(jī)床的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，尤其是數(shù)控機(jī)床已經(jīng)被大大簡化，主軸部件已成為影響機(jī)床熱變形的主要部分，而主軸部件的主要熱源來自于主軸軸承的發(fā)熱。
(三)輻射與周圍環(huán)境等其它外界熱源
機(jī)床受到日光的照射通常是單面的或局部的，故在照射部分與未經(jīng)照射的部分之間出現(xiàn)溫度的差異，致使機(jī)床產(chǎn)生變形。周圍環(huán)境的溫度，則隨氣溫及晝夜溫度的變化而變化，通過空氣對流使機(jī)床及工件的溫度也發(fā)生變化，不僅對機(jī)床的精度有一定的影響，而且影響零件的加工精度。例如，在精滾大直徑的斜齒輪時(shí)，要經(jīng)幾晝夜的連續(xù)加工，晝夜溫差將引起齒輪齒表面的波紋度誤差。 |
