减少数控冲床的热变形措施
发布者：卓东机械 发布时间：2011/11/24 8:52:12
在切削热、摩擦热等内外热惊的影响下，数控冲床各部件将发生不同程度的热变形，使工件与刀具之间的相对运动关系遭到破坏，也使机床精度下降。为减少热变形的影响，使机床热变形达到稳定状态，常常要花费很长的时间来预热机床，这又影响了生产率。对于数控冲床来说，由于加工过程是由计算机的指令控制，热变形的影响就更为严重。
为了减少热变形，在数控机床结构中通常采用以下措施。
(1)减少发热
机床内部发热是产生热变形的主要热源，应当尽可能地将热源从主机中分离出去。
(2)控制温升
在采取了一系列减少热源的措施后，热变形的情况将有所改善。但要完全消除机床的内外热源通常是十分困难的，甚至是不可能的。所以必须通过良好的散热和冷却来控制温升，以减小热源的影响。其中比较有效的方法是在机床的发热部位强制冷却，也可以在机床低温部分通过加热的方法，使机床各点的温度趋于一致，这样就可以减少由于温差造成的翘曲变形。
(3)合理设计机床结构和布局
在同样发热的条件下，机床结构对热变形也有很大影响。用单立柱主轴箱悬挂结构形式，则热变形对主轴轴线变位的影响要大;采用双立柱对称结构，由于左右对称，双立柱结构受热后的主轴轴线除产生垂直方向的平移外，其他方向的变形很小，而垂直方向的轴线移动可以方便地用一个坐标的修正量进行补偿，因此，热变形对主轴轴线变位的影响小。
对于数控车床的主轴箱，应尽量使主轴的热变形发生在刀具切人的垂直方向上，如图3.4所示。这就可以使主轴热变形对加工直径的影响减小到最小限度。在结构上还应当尽可能减小主轴中心与主轴箱底面的距离(虫日图3.4(a)中的尺寸H)，以减少热变形的总量，同时应使主轴箱的前后温升一致，避免主轴变形后出现倾斜。
数控机床中的滚珠丝杠常在预加载荷大、转速高以及散热差的条件下工作，因此丝杠容易发热。滚珠丝杠发热伸长造成的后果是严重的，尤其是在开环系统中，它会使进给系统丧失定位精度。目前某些机床用预拉紧的方法减少丝杠的热变形。
结构设计时，应设法使热量比较大的部位的热量向热量小的部位传导或流动，使结构部件的各部位均热，这也是减少热变形的有效措施。
对于切削用量较大的数控机床，由于灼热的切屑向机床或工件散发的热量会使机床或工件产生变形，影响加工精度。为了数控机床的自动加工顺利进行和减少数控机床的发热，床身结构必须有利于排屑。
