工艺系统热变形对加工精度的影响(三)
( 二 )、加强散热能力 为了消除机床内部热源的影响,可以采用强制冷却的办法,吸收热源发出的热量,从而控制机床的温升和热变形,这是近年来使用较多的一种方法。图 4-30所示为一台坐标镗床采用强制冷却的试验结果。曲线 l为没有采用强制冷却时的情况,机床运行 6h后,主轴中心线到工作台的距离产生了 190μm(垂直方向 )的热变形,且尚未达到热平衡。曲线 2为采用了强制冷却后,上述热变形减少到 15μm,且在不到 2h内机床就达到了热平衡,可见强制冷却的效果是非常显著的。 目前,大型数控床机、加工中心机床都普遍使用冷冻机对润滑油和切削液进行强制冷却,以提高冷却的效果。( 三 )用热补偿法减少热变形的影响 单纯的减少温升有时不能收到满意的效果,可采用热补偿法使机床的温度场比较均匀,从而使机床产生均勾的热变形以减少对加工精度的影响。图 4-31所示为平面磨床采用热空气加热温升较低的立柱后壁,以减少立柱前后壁的温度差而减少立柱的弯曲变形。图中热空气从电动机风扇排出,通过特设的管道引向防护罩和立柱和后壁空间。采用这种措施后,工件端面平行度误差可降低为来的 1/3~ 1/4。
( 四 )控制温度的变化 环境温度的变化和室内各部分的温差,将使工艺系统产生热变形,从而影响工件的加工精度和测量精度。因此,在加工或测量精密零件时,应控制室温的变化。 精密机床 (如精密磨床、坐标镗床、齿轮磨床等 )一般安装在恒温车间,以保持其温度的恒定。恒温精度一般控制在± l℃,精密级为± 0.5℃,超精密级为 ± 0.0l℃。 采用机床预热也是一种控制温度变化的方法。由热变形规律可知,热变形影响较大的是在工艺系统升温阶段,当达到热平衡后,热变形趋于稳定,加工精度就容易控制。因此,对精密机床特别是大型精密机床,可在加工前预先开动,高速空转,或人为地在机床的适当部位附设加热源预热,使它达到热平衡后再进行加工。基于同样原因,精密加工机床应尽量避免较长时间的中途停车。
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