1. Dopad přírodního klimatu

Čína má rozsáhlé území, většina oblastí se nachází v subtropických oblastech. Teplota se velmi liší v průběhu roku a teplotní rozdíl během jednoho dne se také liší. Proto mají lidé různé způsoby a stupně zásahu do vnitřní teploty (například dílny) a teplotní atmosféra kolem obráběcích strojů se značně liší. Například, sezónní rozsah teplotních variací v oblasti delty řeky Yangtze je asi 45℃ a denní variace teploty je asi 5-12 ℃. CNC obráběcí dílna obecně nemá v zimě vytápění a klimatizaci v létě, ale pokud má dílna dobrou ventilaci, teplotní gradient v CNC obráběcí dílně se moc nemění. V severovýchodní oblasti může sezónní teplotní rozdíl dosáhnout 60 ℃, a denní variace je asi 8-15 ℃. Období ohřevu je od konce října do začátku dubna následujícího roku a návrh obráběcí dílny má vytápění, ale nedostatečnou cirkulaci vzduchu. Teplotní rozdíl mezi uvnitř a mimo dílnu může dosáhnout 50 ℃. Proto je teplotní gradient v dílně během zimy velmi složitý.Při měření byla venkovní teplota 1.5 ℃ od 8:15-8:35 am a teplota uvnitř dílny se změnila asi 3.5 ℃. Přesnost obrábění vysokorychlostních přesných chodících strojů a přesných obráběcích strojů bude výrazně ovlivněna teplotou prostředí v takových dílnách.

2. Dopad okolního prostředí

Okolní prostředí CNC obráběcích strojů odkazuje na tepelné prostředí tvořené různými uspořádáními v blízkém rozsahu obráběcího stroje. Zahrnují následující tři aspekty.

(1) Mikroklima dílny: jako je rozložení teploty v dílně (vertikální a horizontální směr). Když se den a noc střídají nebo se změní klima a větrání, teplota v dílně se pomalu mění.

(2) Zdroje tepla dílny, jako je sluneční záření, topné zařízení a vysoce výkonné osvětlení, mohou přímo ovlivnit celkový nebo částečný nárůst teploty CNC obráběcího stroje po dlouhou dobu, kdy jsou v blízkosti. Teplo generované sousedními zařízeními během provozu ovlivní zvýšení teploty obráběcího stroje prostřednictvím radiace nebo proudění vzduchu.

(3) Odvod tepla: Základ má dobrý účinek odvodu tepla, zejména pro přesné CNC centrovací obráběcí stroje. Základ by neměl být v blízkosti podzemního topného potrubí. Jakmile praskne a netěsí, může se stát obtížné najít příčinu zdroje tepla; Otevřená dílna bude skvělým "radiátorem", který je výhodný pro vyvážení teploty v dílně.

(4) Konstantní teplota: Použití zařízení s konstantní teplotou v dílně je velmi efektivní při udržování přesnosti a přesnosti obrábění přesných středovacích obráběcích strojů, ale spotřebuje spoustu energie.

3. Vnitřní tepelné ovlivňující faktory obráběcích strojů

(1) Strukturální zdroj tepla pro srdce centrované CNC obráběcí stroje. Elektrické motory, jako jsou vřetenové motory, servomotory napájení, motory chladicích a mazacích čerpadel a elektrické řídicí skříně, mohou generovat teplo. Tyto situace jsou povoleny pro samotný motor, ale mají významné nepříznivé účinky na součásti, jako je vřeteno a kuličkový šroub, a měla by být přijata opatření k jejich izolaci. Když vstupní elektrická energie pohání motor k provozu, s výjimkou malé části (asi 20%) která je převedena na tepelnou energii motoru, většina z ní bude převedena na kinetickou energii pohybovým mechanismem, jako je otáčení vřetena, pohyb pracovního stolu atd; Je však nevyhnutelné, že značná část tepla vzniklého během pohybu bude přeměněna na třecí teplo, jako jsou ložiska, vodicí lišty, kuličkové šrouby a převodové skříně.

(2) Řezné teplo během výrobního procesu. Během řezného procesu je část kinetické energie nástroje nebo obrobku spotřebována jako řezná práce, zatímco značná část je převedena na deformační energii řezného a třecího tepla mezi třískami a nástrojem, což vede k ohřevu nástroje, vřetena a obrobku a velké množství tepla třísek je vedeno do upínacích přípravků pracovního stolu a dalších součástí obráběcího stroje. Přímo ovlivní relativní polohu mezi nástrojem a obrobkem.

(3) Chlazení. Chlazení je opačné opatření přijaté k řešení nárůstu teploty chodícího stroje, jako je chlazení elektromotoru, součástí vřetena a základních konstrukčních prvků. Špičkové obráběcí stroje často vybavují elektrickou řídicí skříňku chladicí jednotkou pro nucené chlazení.

4. Vliv konstrukční formy obráběcích strojů na nárůst teploty

V oblasti tepelné deformace CNC obráběcích strojů diskutuje strukturální forma podélných řezných CNC obráběcích strojů obvykle otázky, jako je strukturální forma, rozložení hmotnosti, vlastnosti materiálu a distribuce zdrojů tepla. Strukturální forma ovlivňuje rozložení teploty, směr vedení tepla, směr tepelné deformace a shodu obráběcího stroje.

(1) Strukturální forma CNC centrovacích obráběcích strojů. Pokud jde o celkovou konstrukci, obráběcí stroje zahrnují vertikální, horizontální, portálové a konzolové typy, které mají významné rozdíly v tepelné odezvě a stabilitě. Například nárůst teploty vřetenové skříně soustruhu s řazením převodů může dosáhnout až 35 ℃, což způsobuje, že konec vřetena zvedne a čas tepelné rovnováhy trvá asi 2 hodiny. Přesné soustružení a frézování typu šikmého lůžka má stabilní základnu pro obráběcí stroj. Tuhost celého stroje byla výrazně zlepšena a vřeteno je poháněno servomotorem.Část převodovky byla odstraněna a zvýšení teploty je obecně menší než 15 ℃.

(2) Dopad distribuce zdroje tepla. U obráběcích strojů se běžně domnívá, že zdroj tepla odkazuje na elektromotor. Například vřetenové motory, posuvné motory a hydraulické systémy jsou ve skutečnosti neúplné. Ohřev elektromotoru je pouze energie spotřebovaná impedancí kotvy při zatížení a značná část energie je spotřebována třecí práce mechanismů, jako jsou ložiska, šrouby, matice a vodicí lišty. Takže elektromotor může být nazýván primárním zdrojem tepla a ložiska, matice, vodicí lišty a třísky mohou být nazývány sekundárními zdroji tepla. Tepelná deformace je výsledkem kombinovaného vlivu všech těchto zdrojů tepla.

Zvýšení teploty a deformace 5osého CNC vycházecího stroje při posuvu osy Y. Při podávání ve směru Y se pracovní stůl nepohybuje, takže má malý vliv na tepelnou deformaci ve směru X. Na sloupci, čím dál od vodicího šroubu osy Y, tím menší je nárůst teploty.

Situace stroje pohybujícího se podél osy Z dále ilustruje vliv distribuce zdrojů tepla na tepelnou deformaci. Posuv osy Z je dále vzdálenější od osy X, takže dopad tepelné deformace je menší.Čím blíže je matice motoru osy Z k sloupci, tím větší je nárůst teploty a deformace.

(3) Dopad distribuce kvality. Vliv distribuce kvality na tepelnou deformaci obráběcích strojů má tři aspekty. Za prvé, odkazuje na velikost a koncentraci hmotnosti, obvykle odkazuje na změnu tepelné kapacity a rychlosti přenosu tepla a změnu času k dosažení tepelné rovnováhy; Za druhé, změnou uspořádání kvality, jako je uspořádání různých výztužných desek, lze tepelnou tuhost konstrukce zlepšit, aby se snížil vliv tepelné deformace nebo udržel relativně malou deformaci při stejném nárůstu teploty; Za třetí se týká snížení nárůstu teploty součástí obráběcích strojů změnou formy uspořádání kvality, jako je uspořádání žeber odvodu tepla mimo konstrukci.

(4) Vliv vlastností materiálu: Různé materiály mají různé tepelné parametry (specifické teplo, tepelná vodivost a koeficient lineární roztažnosti) a při stejném teple jsou jejich vzestup a deformace různé.