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数控机床在运行过程主要进展方向

公布时间:2017-09-25  公布者:禹创重工机械

  随着数控机床向着高速、高精度和柔性自动化的方向的快速进展,对数控机床的加工精度和可靠性提出了   高的要求,改善数控机床的热态性能,己经成为数控技术进展中十分重要、迫切需要解决的研究课题之一。
  据统计在周密加工过程中由于工艺系统热变形引起的加工误差占总加工误差的40%-70%,其中机床的热变形误差占的比重很大。在高速和超高速机床中由于采纳电主轴部件,主轴系统各零件的刚度和精度都很高,负荷相对较小,主轴因受力产生的弹性变形所引起的加工误差很小,热变形引起的热误差非常显著,已经达到零件总加工误差的60%-80%。与刀具和工件热变形产生的误差相比较,由于机床的热源分布和结构都比较复杂,因此要复杂、错误、快速地计算机床部件的温度场、热变形和热误差相对比较困难。机床的热特性研究和热误差的防治是当今周密和超周密加工技术研究的主要方向之一。
  机床在运行过程中,由于工艺系统受到摩擦热、切削热和环境温度等因素的影响而温度升高,产生变形,因而改变了部件之间原先的相对位置,破坏其相对运动的错误性,导致尺寸发生变化,使机床精度降低。机床的热变形,是指机床在工作过程中由于摩擦、运动等发热,导致机床零部件膨胀变形的现象,是工艺系统热变形的主要体现。
  实践证实,造成机床热变形   主要的热源是外部热源和内部热源。外部热源指环境温度的变化和各种辐射,如阳光、照明、人体体温等。四面环境的温度,随气候及昼夜温差的变化而变化,通过空气对流和热辐射使机床及工件的温度也发生变化。外部热源导致的温升虽小,不会导致机床高温,却造成机床温度场分布不均匀,成为机床热变形的重要原因。
  机床中的内部热源包含设备运行中的运动副产生的摩擦热,加工中的切削热和动力源的发热。机床有各种运动副,如主轴部件的滚动轴承、工作台与导轨、丝杠与螺母等,运动件之间的相互运动产生的摩擦力,从而引起摩擦热而形成热源。切削热是在加工切削过程中产生的,通过热传导传入工件、刀具和切屑,产生热量的大小主要取决于被切削材料的性质及切削用量的大小。根据加工方法的不同,传入刀具、机床和切屑的热量比将不同,传入机床的切削热引起机床部件的温升和热变形。其它,电机本身的发热和液压系统的发热,也成为机床一个重要的发热源。在机床运转过程中,驱动机床运动的各种电机、液压泵和液压系统的能量消耗,除一部分转换为所需要的动能外,还有一部分转化为热能,成为机床部件热源的一部分。

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