卧式帶鋸磨齒機之溫差影響

機床受到車(chē)間環境溫度的變(biàn)化、電動機發熱和機械運動摩擦發熱、切削熱以及冷卻介質的影響,造成機床各部的溫升不均勻,導緻機床形态精度及加工精度的變(biàn)化。
例如,在一台普通精度的數控銑床上加工70mm×1650mm的螺杆,上午7:30-9:00銑削的工件與下午2:00-3:30加工的工件相比,累積誤差的變(biàn)化可達(dá)85m。而在恒溫條件下,則誤差可減小至40m。
再如,一台用於(yú)雙端面磨削0.6~3.5mm厚的薄鋼片工件的精密雙端面磨床,在驗收時加工200mm×25mm×1.08mm鋼片工件能達到mm的尺寸精度,彎曲度在全長内小於(yú)5m。但連續自動磨削1h後,尺寸變(biàn)化範圍增大到12m,冷卻液溫度由開機時的17℃上升到45℃。由於(yú)磨削熱的影響,導緻主軸軸頸伸長,主軸前軸承間隙增大。據此,爲該機床冷卻液箱添加一台5.5kW制冷機,效果十分理想。
實踐證明,機床受熱後的變(biàn)形是影響加工精度的重要原因。但機床是處在溫度随時随處變(biàn)化的環境中;機床本身在工作時必然會消耗能量,這些能量的相當一部分會以各種方式轉化爲熱,引起機床各構件的物理變(biàn)化,這種變(biàn)化又因爲結構形式的不同,材質的差異等原因而千差萬别。機床設計師應掌握熱的形成機理和溫度分布規律,採(cǎi)取相應的措施,使熱變(biàn)形對加工精度的影響減少到zui小。
一、機(jī)床的溫(wēn)升及溫(wēn)度分布
1、自然氣候影響
我國幅員遼闊,大部分地區處於(yú)亞熱帶地區,一年四季的溫度變(biàn)化較大,一天内溫差變(biàn)化也不一樣。由此,人們對室内(如車間)溫度的幹預的方式和程度也不同,機床周圍的溫度氛圍千差萬别。
例如,長三角地區季節溫度變(biàn)化範圍約45℃左右,晝夜溫度變(biàn)化約5~12℃。機加工車間一般冬天無供熱,夏天無空調,但隻要車間通風較好,機加工車間的溫度梯度變(biàn)化不大。而東北地區,季節溫差可達60℃,晝夜變(biàn)化約8~15℃。每年10月下旬至次年4月初爲供暖期,機加工車間的設計有供暖,空氣流通不足。車間内外溫差可達50℃。因此車間内冬季的溫度梯度十分複雜,測(cè)量時室外溫度1.5℃,時間爲上午8:15-8:35,車間内溫度變(biàn)化約3.5℃。精密機床的加工精度在這樣的車間内受環境溫度影響将是很大的。
2、周圍環境的影響
機床周圍環境是指機床近距離範(fàn)圍内各種布局形成的熱環境。它們包括以下3個(gè)方面。
(1)車間小氣候:如車間内溫度的分布(垂直方向、水平方向)。當晝夜交替或氣候以及通風變(biàn)化時車間溫度均會産(chǎn)生緩慢變(biàn)化。
(2)車間熱源:如太陽照射、供暖設備(bèi)和大功率照明燈的輻射等,它們離機床較近時可直接長時間影響機床整體或部分部件的溫升。相鄰設備(bèi)在運行時産(chǎn)生的熱量會以幅射或空氣流動的方式影響機床溫升。
(3)散熱:地基有較好的散熱作用,尤其是精密機床的地基切忌靠近地下供熱管道,一旦破裂洩漏時,可能成爲一個難以找到原因的熱源;敞開的車(chē)間将是一個很好的“散熱器”,有利於(yú)車(chē)間溫度均衡。
(4)恒溫:車(chē)間採(cǎi)取恒溫設施對精密機床保持精度和加工精度是很有效果的,但能耗較大。