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控制工艺系统热变形的主要措施

2016-10-25 13:28:59 | 人围观 | 评论:

    1、减少热量产生和传入
  要正确选用切削和磨削用量、刀具和砂轮,还要及时地刃磨刀具和修整砂轮,以免产生过多的加工热。从机床的结构和润滑方式,要注意减少运动部件之间的摩擦,减少液压传动系统的发热,隔离电机、齿轮变速箱、油池、冷却箱等热源,使系统的发热及其对加工精度的影响得以控制。
  2、加强散热能力
  采用高效的冷却方式,如喷雾冷却、冷冻机强制冷却等,加速系统热量的散出,有效地控制系统的热变形。图1所示为一台坐标镗床的主轴箱用恒温喷油循环强制冷却的实验结果。当不采用强制冷却时,机床运转6h后,主轴与工作台之间在垂直方向发生了190μm的位移,而且机床尚未达到热平衡(图中曲线1);当采用强制冷却后,上述热变形减少到15μm,而且机床运转不到2h时就达到热平衡(图中曲线2)。


图1 强制冷却对坐标镗床影响
  3、均衡温度场
  在机床设计时,采用热对称结构和热补偿结构,使机床各部分受热均匀,热变形方向和大小趋于一致,或使热变形方向为加工误差非敏感方向,以减小工艺系统热变形对加工精度的影响。
  图2所示为M7140型磨床所采用的均衡温度场措施的示意图。该机床油池位于床身底部,油池发热会使床身产生中凹(达0.265mm)。经改进在导轨下配置油沟,导入热油循环,使床身上下温差大大减小,热变形量也随之减小。


  4、采用合理的机床零部件结构
  如传统的牛头刨滑枕截面结构(图3),由于导轨面的高速滑动,摩擦生热,使滑枕上冷下热,产生弯曲变形。若将导轨布置在截面中间,使滑枕截面上下对称,就可大大地减小其弯曲变形。这种结构常被称为热对称结构。


  5、合理选择机床零部件的装配基准
  如图4所示为外圆磨床横向进给传动示意图,图b中控制砂轮架横向位置的丝扛长度比图a短,因热变形造成丝扛的螺距累积误差要小,所以砂轮的定位精度较高。


           图4 支承距对砂轮架热变形的影响
  6、控制环境温度
  精密加工应在恒温室内进行。





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