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，以及機床結構的復雜性。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軌運動副之間的摩擦使床身導軌向上凸起，又進一步使主軸向上傾斜。最終導致主軸回轉(zhuǎn)軸線與導軌的平行度誤差，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軌副的摩擦熱，當油池不放在床身內(nèi)時，導軌上面溫度高于下部，床身將中凸。

當油池放在床身內(nèi)時，如果導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

大型機床如導軌磨床、龍門銑床、龍門刨床等，因床身較長，如導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軌面摩擦熱，環(huán)境溫度也有很大影響，當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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