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控制數控木工車床零部件的發熱

來源:未知瀏覽次數 日期2015-09-07 15:53

控制數控木工車床零部件的發熱

    數控木工車床在工作中因為長時間的負荷運作,也會產生疲憊感,而且機床本身部件與部件之間的摩擦產生大量的熱,容易造成機器的零部件變形走位,機床就是成千上萬個零部件組成的,一個簡單的零件就可以嚴重影響部件之間的工作的機能,如果及時制止機床自己就會被毀壞。具體我們分為以下三大部分進行控制和預防:
  1、減少發熱
機床內部發熱是產生熱變形的主要熱源,應當盡可能地將熱源從主機中分離出去。目前,大多數數控機床的電動機、變速箱、液壓裝置及油箱等都已外置。對于不能與主機分離的熱源,如主軸軸承、絲杠螺母副、高速運動導軌副等,則必須改善其摩擦特性和潤滑條件,以減少機床內部的發熱。
  主軸部件是直接影響加工精度的關鍵部件,而主軸上的軸承通常又是一個很大的內部熱源。在數控機床上除了采用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,這些措施都有利于降低主軸的溫升。在精密數控機床的主軸箱內應盡量避免使用摩擦離合器等發熱元件。
  機床加工時所產生的切屑也是一個不可忽視的熱源,產生大量切屑的數控機床必須帶有完善的排屑裝置,以便將熱量盡快帶走。也可以在工作臺或導軌上裝設隔熱板,使這部分熱量被隔離在機床之外。在使用切削液的數控機床上,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,也會產生局部的溫升。精密數控機床應控制切削液的溫度,并使切削液迅速地通過最短途徑從機床中排出。
潤滑油在傳動件之間流過,帶走摩擦熱,使潤滑油池的溫度逐漸升高,成為一個次生熱源。因此,在一些精密數控機床中已把潤滑油池移出機床,當然也可以對油池進行溫度控制。
  液壓傳動系統及其油池是機床上的又一次生熱源。除了盡可能將此油池移出機床之外,油泵的供油量必須選擇得適當,否則大量多余的油液流經溢液閥,既浪費了能源又產生很大的熱量。所以對于需要經常變化供油量的液壓系統,應盡量采用變量泵。
  2、控制溫升
在采取了一系列減少熱源的措施之后,熱變形的情況將有所改善,但要完全消除機床的內外熱源通常是十分困難的,甚至是不可能的,所以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。比較有效的方法是在機床的發熱部位進行強制冷卻。目前對于多坐標軸的數控機床,由于它在幾個方向上都要求很高的精度,因此很難用補償的方法來減少熱變形的影響。對于這類機床,采用制冷系統對潤滑液進行強制冷卻的方法可以收到良好的效果。但制冷系統的冷卻能力必須適當,如果吸熱量大于機床內部熱源的發熱能力,將會使機床的溫度低于環境溫度,不僅引起收縮,而且濕空氣將會冷凝在機床表面上而使機床生銹。
  除了采用強制冷卻之外,也可以在機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。某些較大型的數控機床設有加熱器,在加工之前通過加熱來縮短機床的預熱時間,以提高機床的實際生產率。
  3、改善機床結構
  在同樣發熱的條件下,機床結構對熱變形也有很大影響。目前,根據熱對稱原則設計的數控機床取得了較好的效果。因此,數控機床過去采用的單立柱結構有可能被雙立柱結構所代替。雙立柱結構由于左右對稱,受熱后的主軸軸線除產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。
  對于數控車床的主軸箱,應盡量使主軸的熱變形發生在刀具切入的垂直方向上。這是因為刀尖沿工件切向的偏移對工件徑向尺寸的變化影響極小,幾乎可以忽略。在結構上還應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;同時應使主軸箱的前后溫升一致,避免主軸變形后出現傾斜。
  數控機床中的滾珠絲杠是在預加載荷大、轉速高及散熱差的條件下運行的,因此絲杠極容易發熱。滾珠絲杠的熱伸長所造成的后果是嚴重的,尤其是在開環系統中,它將會使進給系統喪失定位精度。目前,某些機床用預拉的方法來減少絲杠的熱變形。該方法是在加工滾珠絲杠時,使螺距略小于名義值,裝配時對絲杠進行預拉伸,使其螺距達到名義值。當絲杠工作而受熱,絲杠中的拉應力補償了熱應力,既減少了熱伸長的影響,又提高了絲杠的剛度。
  以上就是小編給您介紹的避免零部件發生變形的辦法,對于采取了上述措施仍不能消除的熱變形,可以根據測量的結果,由數控系統發出補償脈沖加以修正。

 



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