牛頭刨床廠家關于熱變形對加工工藝的影響
2022年12月13日 08:43點擊:152作者:山東恩特機床有限公司來源:山東恩特機床有限公司>>進入該公司展臺
牛頭刨床廠家關于熱變形對加工工藝的影響
在機械加工過程中,工藝系統在各種熱源的影響下,常產生復雜的變形,破壞了工藝系統間的相對位置精度,造成了加工誤差。據統計,在某些精密加工中,由于熱變形引起的加工誤差約占總加工誤差的 40%~ 70%。熱變形不僅降低了系統的加工精度,而且還影響了加工效率的進步。
(一)工藝系統的熱源
引起工藝系統熱變形的熱源大致可分為兩類:內部熱源和外部熱源。
內部熱源包括切削熱和摩擦熱;外部熱源包括環境溫度和輻射熱。切削熱和摩擦熱是工藝系統的主要熱源。
?。ǘ┕に囅到y的熱平衡
工藝系統受各種熱源的影響,其溫度會逐漸升高。與此同時,它們也通過各種傳熱方式向四周散發熱量。當單位時間內傳進和散發的熱量相等時,則以為工藝系統達到了熱平衡。圖 4— 23所示為一般機床工作時的溫度和時間曲線,由圖可知,機床開動后溫度緩慢升高,經過一段時間溫度升至 T衡便趨于穩定。由開始升溫至 T衡的這一段時間,稱為預熱階段。當機床溫度達到穩定值后,則被以為處于熱平衡階段,此時溫度場處于穩定,其熱變形也就趨了穩定。處于穩定溫度場時引起的加工誤差是有規律的,因此,精密及大型工件應在工藝系統達到熱平衡后進行加工。
二、牛頭刨床熱變形引起的加工誤差
機床受熱源的影響,各部分溫度將發生變化,由于熱源分布的不均勻和機床結構的復雜性,機床各部件將發生不同程度的熱變形,破壞了機床原有的幾何精度,從而引起了加工誤差。
車床類機床的主要熱源是主軸箱中的軸承、齒輪、離合器等傳動副的摩擦使主軸箱和床身的溫度上升,從而造成了機床主軸抬高和傾斜。牛頭刨床在空轉時,主軸溫升與位移的丈量結果。主軸在水平方向的位移只有 lO? m,而垂直方向的位移卻達到 180~ 200? m。這對于刀具水平安裝的臥式車床的加工精度影響較小,但對于刀具垂直安裝的自動車床和轉塔車床來說,對加工精度的影響就不容忽視了。
對大型機床如導軌磨床、外圓磨床、龍門銑床等長床身部件,其溫差的影響也是很明顯的。一般由于溫度分層變化,床身上表面比床身的底面溫度高而形成溫差,因此床身將產生彎曲變形,表面呈中凸狀如圖 4-25所示。
假設床身長 L= 3120mm,高 H= 620mm,溫差 t= 1℃ ,鑄鐵線膨脹系數a=11× 10 -6,床身的變形量為
Δ =aΔ tL 2/8H=11× 10 -6× 1×( 3120) 2 /8× 620= 0.022 mm
這樣 ,床身導軌的直線性明顯受到影響。另外立柱和溜板也因床身的熱變形而產生相應的位置變化
在機械加工過程中,工藝系統在各種熱源的影響下,常產生復雜的變形,破壞了工藝系統間的相對位置精度,造成了加工誤差。據統計,在某些精密加工中,由于熱變形引起的加工誤差約占總加工誤差的 40%~ 70%。熱變形不僅降低了系統的加工精度,而且還影響了加工效率的進步。
(一)工藝系統的熱源
引起工藝系統熱變形的熱源大致可分為兩類:內部熱源和外部熱源。
內部熱源包括切削熱和摩擦熱;外部熱源包括環境溫度和輻射熱。切削熱和摩擦熱是工藝系統的主要熱源。
?。ǘ┕に囅到y的熱平衡
工藝系統受各種熱源的影響,其溫度會逐漸升高。與此同時,它們也通過各種傳熱方式向四周散發熱量。當單位時間內傳進和散發的熱量相等時,則以為工藝系統達到了熱平衡。圖 4— 23所示為一般機床工作時的溫度和時間曲線,由圖可知,機床開動后溫度緩慢升高,經過一段時間溫度升至 T衡便趨于穩定。由開始升溫至 T衡的這一段時間,稱為預熱階段。當機床溫度達到穩定值后,則被以為處于熱平衡階段,此時溫度場處于穩定,其熱變形也就趨了穩定。處于穩定溫度場時引起的加工誤差是有規律的,因此,精密及大型工件應在工藝系統達到熱平衡后進行加工。
二、牛頭刨床熱變形引起的加工誤差
機床受熱源的影響,各部分溫度將發生變化,由于熱源分布的不均勻和機床結構的復雜性,機床各部件將發生不同程度的熱變形,破壞了機床原有的幾何精度,從而引起了加工誤差。
車床類機床的主要熱源是主軸箱中的軸承、齒輪、離合器等傳動副的摩擦使主軸箱和床身的溫度上升,從而造成了機床主軸抬高和傾斜。牛頭刨床在空轉時,主軸溫升與位移的丈量結果。主軸在水平方向的位移只有 lO? m,而垂直方向的位移卻達到 180~ 200? m。這對于刀具水平安裝的臥式車床的加工精度影響較小,但對于刀具垂直安裝的自動車床和轉塔車床來說,對加工精度的影響就不容忽視了。
對大型機床如導軌磨床、外圓磨床、龍門銑床等長床身部件,其溫差的影響也是很明顯的。一般由于溫度分層變化,床身上表面比床身的底面溫度高而形成溫差,因此床身將產生彎曲變形,表面呈中凸狀如圖 4-25所示。
假設床身長 L= 3120mm,高 H= 620mm,溫差 t= 1℃ ,鑄鐵線膨脹系數a=11× 10 -6,床身的變形量為
Δ =aΔ tL 2/8H=11× 10 -6× 1×( 3120) 2 /8× 620= 0.022 mm
這樣 ,床身導軌的直線性明顯受到影響。另外立柱和溜板也因床身的熱變形而產生相應的位置變化
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