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鈺卓簡述減少大型數(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中分離出去,,比如將電動機、變速箱,、液壓裝置以及油箱等外置,。對于不能與主機分離的熱源,如主軸軸承,、絲桿螺母副,、高速運動導軌副等,則必須改善其摩擦特性和潤滑條件,,以減少機床內(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很大的熱源,。在數(shù)控車床上除了采取精密滾動軸承和對軸承進行油霧潤滑外,,還可采用靜壓軸承。同時,,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)控車床加工時所產(chǎn)生的切屑也是一個不可忽視的熱源。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,,或者在工作臺或?qū)к壣习惭b隔熱板,,使這部分熱量被隔離在機床之外。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,,當它散落在機床的各處時,,也會產(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,比如在機床的發(fā)熱部位進行強制冷卻,。目前對于多坐標軸的數(shù)控車床,,由于它在幾個方向上都有要求很高的精度,因而很難采用補償?shù)姆椒▉頊p少熱變形的影響,。對于這類數(shù)控車床,,采用制冷系統(tǒng)對潤滑液進行強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,,如果吸熱量大于機床內(nèi)部熱源的發(fā)熱量,那么,,這勢必會使機床的溫度低于環(huán)境溫度,,不僅引起收縮,而且潮濕空氣會將冷凝在機床表面上而使機床生銹,。
除了采用強制冷卻之外,,也可以在數(shù)控車床低溫部分通過加熱的方法,使機床各點的溫度趨于一致,,這樣可以保持溫度場的均勻,,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床的預熱時間,以提高機床的實際生產(chǎn)率
改善數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)
在同樣發(fā)熱條件下,,不同的機床結(jié)構(gòu)對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)計數(shù)控車床時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可以方便地用一個坐標的修正量進行補償。此外,,在設(shè)計數(shù)控車床的主軸箱時,,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工件徑向尺寸的變化影響極小,,幾乎就可以忽略不計。在結(jié)構(gòu)上還應(yīng)當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,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,。