機床熱變形及其對真空輥加工精度的影響        

在真空輥工藝系統(tǒng)的熱變形中，以機床的熱變形最為復(fù)雜，這是由于機床在工作中，受到內(nèi)外多種熱源的影響，以及機床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。各部件熱源不同，形成不均勻的溫度場，使機床各部件之間的相對位置發(fā)生變化，破壞了機床原有的幾何精度而造成真空輥加工誤差。

當(dāng)機床各部件的熱源發(fā)熱量在單位時間內(nèi)基本不變時，機床運轉(zhuǎn)一段時間后傳人各部件的熱量與由各部件散發(fā)的熱量相等或接近時，各部件的溫度便停止上升而達到熱平衡狀態(tài)，各部件的變形也就停止。由于機床各部件的尺寸差異較大，它們達到熱平衡所需的時間各不相同。

一般機床，如車床、磨床等，其空運轉(zhuǎn)的熱平衡時間為4－6h，中小型精密機床為1－2h，大型精密機床往往要超過12h，甚至達數(shù)十小時。機床類型不同，其所受的主要熱源也不相同，熱變形對加工精度的影響也不同。

1、車、銑、鉆、鋰類機床的熱變形及其對真空輥加工精度的影響

車、銑、鉆、筐類機床的主要熱源是主軸箱。主軸箱中的齒輪、軸承摩擦發(fā)熱而傳給潤滑油的熱，使主軸箱及與之相連的床身或立柱的溫度升高而產(chǎn)生較大的熱變形。例如，車床主軸箱的溫升將使主軸抬高；主軸前軸承的溫升高于后軸承又使主軸傾斜；主軸箱的熱量傳給床身及床身導(dǎo)軌運動副之間的摩擦使床身導(dǎo)軌向上凸起，又進一步使主軸向上傾斜。最終導(dǎo)致主軸回轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌的平行度誤差，使加工后的真空輥工件產(chǎn)生圓柱度誤差。

2、磨床類機床的熱變形

各類磨床通常都采用液壓傳動系統(tǒng)和高速回轉(zhuǎn)磨頭，并使用大量的冷卻液。因此其主要熱源是液壓系統(tǒng)和高速磨頭的摩擦熱，以及冷卻液帶來的磨削熱。砂輪架主軸承的溫升，將使主軸軸線升高并使砂輪架向工件方向趨近，致使被磨真空輥工件產(chǎn)生直徑誤差。

外圓磨床工件頭架運轉(zhuǎn)溫升產(chǎn)生的熱變形大于尾座的熱變形，使工件回轉(zhuǎn)軸線與工作臺運動方向不平行，磨出的工件產(chǎn)生錐度；平面磨床床身的熱變形決定于油池安放位置及導(dǎo)軌副的摩擦熱，當(dāng)油池不放在床身內(nèi)時，導(dǎo)軌上面溫度高于下部，床身將中凸。

當(dāng)油池放在床身內(nèi)時，如果導(dǎo)軌下部溫度高于上部，會使床身中凹，它們都將使磨后真空輥工件的平面產(chǎn)生平面度誤差。雙端面磨床的冷卻液噴向床身中部的頂面，使其局部受熱而產(chǎn)生中凸變形，從而使兩砂輪的端面產(chǎn)生傾斜。

3、大型機床的熱變形

大型機床如導(dǎo)軌磨床、龍門銑床、龍門刨床等，因床身較長，如導(dǎo)軌面與底面稍有溫差，就會產(chǎn)生較大的彎曲變形，故床身熱變形是影響加工精度的主要因素。其熱源不僅是工作臺運動時導(dǎo)軌面摩擦熱，環(huán)境溫度也有很大影響，當(dāng)車間溫度高于地面溫度時床身呈中凸，反之則呈中凹，外，如機床局部受陽光照射，而且照射部位還隨時間變化，就會引起床身各部位不同的熱變形。在這種情況下，加工后真空輥工件表面將產(chǎn)生形狀誤差和位置誤差。

4、數(shù)控機床和加工中心機床的熱變形

加工中心機床是一種高效率機床，能在不改變工件裝夾的條件下對真空輥工件進行多面、多工位的加工。加工中心機床由于轉(zhuǎn)速高，內(nèi)部有很大的熱源，自動化程度高，使它的散熱時間極少，工序集中的加工方式和高的加工精度又不允許有大的熱變形，所以，在加工中心機床上采取了很多防止和減少真空輥熱變形的措施。

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