机床热变形的控制与防止【对症下药】

机床热变形的控制与防止【对症下药】

机床的热变形是影响机床加工精度的主要因素之一,它会造成误差的产生,降低产品的精度。给加工生产带来一定的困扰。机床的热变形会直接导致线性位移发生变化、角度发生变化、部件直线度发生变化。所以,对于操作者来说要做好热误差的控制和防止是十分重要的。

那么,机床热变形的控制与防止的方法都有哪些呢?下面我们就来具体介绍一下。

1、 工艺上的措施

(1) 在精加工开始之前,先让机床空转一段时间,等机床达到热平衡状态后再进行加工。有时为了缩短空转时间,工作人员让机床进行高于工作速度的空转以迅速预热。

(2) 加工一批零件时,不要停车或尽量缩短停车时间,防止破坏机床热平衡。

(3) 进行加工高精度时,应采用冷却装置来保持加工区域的恒定温度,但要注意冷却装置应尽量远离机床并采取隔热措施。

(4) 用软件热误差补偿的方法进行机床的改造。

对1.jpg

2、 进行机床设计采取的措施

(1) 减少热源的发热量

热源的发热是导致机床发生热变形的主要原因,因此,想要减少热变形可以通过减少热源的发热量来达到。当然在加工过程中发热使不可避免的,但可以通过采用一些措施尽量减小热源发热量。

进行精密加工过程中,主轴轴承是主要热源。因此,提高轴承质量,改善轴承润滑条件就是减少主轴箱发热的重要手段,如采用低粘度的润滑油和锂基润滑脂等或改用液压主轴或空气静压主轴来减小摩擦发热;改善机床导轨的摩擦润滑条件,如采用低摩擦系数的导轨材料或静压导轨等;提高齿轮的传动精度;改善丝杠的运动条件,如采用滚珠丝杠等等。

(2) 合理结构设计

将热源置于散热的位置,如立式机床往往将电动机置于主轴顶部,并采用风冷散热装置进行散热;对电动机、液压系统、变速箱等产生热源的部件从主机中分离出去或者采用隔热罩将热源隔开;注意机构的对称性设计,比如主轴箱的内部结构中注意轴、轴承以及齿轮等传动元件安放的对称性可以均衡箱壁的温升来减小其热变形,铣床立柱和升降台内部传动元件的安排就应该如此设计,这就是热对称设计。

(3) 均匀机床部件的温升

减少热误差还可以通过减小机床部件的温差来达到。如果零部件尺寸不均则会出现出现翘曲之类的热变形。但一般情况下,零部件的这些变形是由其本身不均匀的温升引起的。温差越小,热变形自然而然就越小。因此,可以通过将发热量较大热源的部分热量传递到温升较低的部件,从而均匀部件的温升。

(4) 其他办法

首先是恒温技术的应用,即将进行精密加工的机床置于恒温的环境中,使温度保持在一定温度,以减小热变形;其次,可以建立基座和床身的热变形数学模型,对热变形造成的误差进行补偿修正,这种方法有效可行,也是目前机床热变形研究主要方向。

 

服务机械行业22年 - 专业权威积淀,品牌优势传承