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工藝過程的自動化和精密加工的發展對機床的加工精度和精度穩定性提出了越來越高的要求。機床在內外熱源的影響下，各部件將發生不同程度的熱變形，使工件與*之間的相對運動關系遭到破壞，也使機床的精度下降。在通常情況下，為了使機床的熱變形達到穩定的數值，需要花費很多時間來預熱機床，這就直接影響了機床的生產率。對于數控機床來說，因為全部加工尺寸是預先編制的指令控制的，熱變形的影響就更為嚴重。因此，認真分析數控機床熱變形的成因，并研究防范措施具有十分重要的意義。

一、數控機床的熱變形成因分析

機床產生熱變形的主要原因是熱源及機床各部分的溫差。熱源通常包括加工中的切削熱、運動副的摩擦熱和動力源的發熱以及輻射與周圍環境等其它外界熱源等。此外，機床零件的材料、結構、形狀和尺寸的不一致也是產生熱變形的重要因素。

（一）切削熱

在金屬切削過程中，由機械能變為被切削材料的變形能，從而產生大量的熱量，產生熱量的大小主要取決于被切削材料的性質及切削用量的大小。切削產生的熱量主要通過傳熱分配到*、工件和切屑，它們之間按照一定的比例關系分配熱量。對于不同的加工種類，其切削熱的計算與分配也各不相同。

在車削加工中，大量的熱量被切屑帶走，傳給工件的熱量次之，一般在30%以下，而傳給*的熱量又次之，一般不大于5%；對于銑削和刨削加工，傳給工件的熱量一般在30%以下；在不加冷卻液切削時，大量的切屑落在機床床身和工作臺上，它對床身和工作臺熱變形的影響是顯而易見的。但大量的切屑只有粗加工時才有，而機床熱變形對粗加工精度的影響則一般可以忽略；對于精加工，由于走刀量和切削深度一般比較小，故切屑帶走的熱量也比較小，它們所引起床身和工作臺的熱變形也相對比較小，是否需要考慮，要看具體情況而定。但在加工中心上，零件的粗、精加工往往在同一臺機床上進行加工，對工作臺熱變形的影響，就應予以注意。

（二）運動副的摩擦熱和動力源的發熱

機床有各種運動副，如主軸部件的滾動軸承、工作臺與導軌、絲杠與螺母等，運動件之間的相互運動產生摩擦力，從而引起摩擦熱而形成熱源。電機本身的發熱和液壓系統的發熱，也成為機床某一部件的發熱源。現代機床的傳動結構，尤其是數控機床已經被大大簡化，主軸部件已成為影響機床熱變形的主要部分，而主軸部件的主要熱源來自于主軸軸承的發熱。

（三）輻射與周圍環境等其它外界熱源

機床受到日光的照射通常是單面的或局部的，故在照射部分與未經照射的部分之間出現溫度的差異，致使機床產生變形。周圍環境的溫度，則隨氣溫及晝夜溫度的變化而變化，通過空氣對流使機床及工件的溫度也發生變化，不僅對機床的精度有一定的影響，而且影響零件的加工精度。例如，在精滾大直徑的斜齒輪時，要經幾晝夜的連續加工，晝夜溫差將引起齒輪齒表面的波紋度誤差。