1. efectos climáticos naturales

Nuestro país tiene un vasto territorio, la mayoría de las áreas se encuentran en áreas subtropicales, con grandes cambios de temperatura durante todo el año y diferentes cambios de diferencia de temperatura durante el día. Como resultado, la forma y el grado de intervención de las personas en la temperatura interior (como el taller) también son diferentes, y la atmósfera de temperatura alrededor de la máquina herramienta es muy diferente. Por ejemplo, el rango de cambio de temperatura estacional en la región del delta del río Yangtze es de unos 45 grados celsius, y el cambio de temperatura diurna y nocturna es de unos 5 a 12 grados celsius. Los talleres de Mecanizado cnc generalmente no tienen calefacción en invierno y aire acondicionado en verano, pero mientras el taller esté bien ventilado, el gradiente de temperatura del taller de Mecanizado CNC no cambia mucho. En el noreste de china, la diferencia de temperatura estacional puede alcanzar los 60 grados celsius, y los cambios diurnos y nocturnos son de unos 8 a 15 grados celsius. Cada año, desde finales de octubre hasta principios de abril del año siguiente, es un período de calefacción, y el taller de mecanizado está diseñado para calentar y la circulación de aire es insuficiente. La diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del taller puede alcanzar los 50 grados celsius. Por lo tanto, el gradiente de temperatura en invierno en el taller es muy complejo, la temperatura exterior es de 1,5 ° C durante la medición, el tiempo es de 8: 15 - 8: 35 a.m., y la temperatura en el taller cambia alrededor de 3,5 ° c. La precisión de procesamiento de las máquinas herramienta de precisión de caminante de precisión de alta velocidad se verá muy afectada por la temperatura ambiente en tales talleres.

2. impacto del entorno circundante

El entorno circundante de la máquina herramienta CNC se refiere al entorno térmico formado por varios diseños en el rango cercano de la máquina herramienta. Incluyen los siguientes tres aspectos.

(1) microclima del taller: como la distribución de la temperatura en el taller (dirección vertical, dirección horizontal). La temperatura del taller cambia lentamente cuando el día y la noche se alternan o cuando el clima y la ventilación cambian.

(2) fuente de calor del taller: como la radiación solar, la radiación de equipos de calefacción y luces de alta potencia, etc., pueden afectar directamente el aumento de temperatura de todo o parte de los componentes de la máquina herramienta durante mucho tiempo cuando están más cerca de la máquina herramienta cnc. El calor generado por los equipos adyacentes durante el funcionamiento afectará el aumento de la temperatura de la máquina en forma de radiación o flujo de aire.

(3) disipación de calor: la base tiene un mejor efecto de disipación de calor, especialmente la base de la máquina CNC de precisión no debe acercarse a la tubería de calefacción subterránea, una vez rota y filtrada, puede convertirse en una fuente de calor difícil de encontrar la causa; El taller abierto será un buen "disipador de calor" que favorecerá el equilibrio de temperatura del taller.

(4) temperatura constante: la adopción de instalaciones de temperatura constante en el taller es muy eficaz para mantener la precisión y la precisión de mecanizado de las máquinas herramienta de precisión, pero consume mucho energía.

3. factores que influyen en el calor interno de la máquina herramienta

(1) fuente de calor estructural de la máquina CNC central. La fiebre del motor, como el motor del eje principal, el servomotor de alimentación, el motor de la bomba de refrigeración y lubricación, la Caja de control eléctrico, etc., puede producir calor. Estas situaciones están permitidas para el propio motor, pero tienen efectos adversos importantes en componentes como el eje principal y los tornillos de bola, y se deben tomar medidas para aislarlos. Cuando el motor eléctrico impulsado por la energía eléctrica de entrada funciona, la mayoría de ellos se convertirán de un mecanismo de movimiento a energía cinética, como la rotación del eje principal, el Movimiento de la Mesa de trabajo, etc., excepto una pequeña parte (alrededor del 20%) se convertirá en energía térmica del motor eléctrico; Pero es inevitable que una parte considerable se convierta en calor por fricción durante el movimiento, como el calor de mecanismos como rodamientos, guías, tornillos de bola y cajas de transmisión.

(2) el calor de corte del proceso. Durante el proceso de corte, una parte de la energía cinética de la herramienta o pieza de trabajo se consume en el trabajo de corte, mientras que una parte considerable transforma la energía de deformación del Corte y el calor de fricción entre los chips y la herramienta, formando el calor de la herramienta, el eje principal y la pieza de trabajo, y se transmite una gran cantidad de calor de los chips a las plantillas de la Mesa de trabajo de la máquina herramienta y otros componentes. Afectarán directamente la posición relativa entre el cuchillo y la pieza de trabajo.

(3) enfriamiento. El enfriamiento es una medida inversa para el aumento de la temperatura del caminante, como el enfriamiento del motor, el enfriamiento de los componentes del eje principal y el enfriamiento de los componentes de la infraestructura. Las máquinas herramienta de alta gama a menudo preparan refrigeradores para cajas de control eléctrico y los enfrían por la fuerza.

4. el impacto de la forma estructural de la máquina herramienta en el aumento de la temperatura

En el campo de la deformación térmica de las máquinas herramienta cnc, se discute la forma estructural de las máquinas herramienta CNC de corte longitudinal, que generalmente se refiere a la forma estructural, la distribución de masa, el rendimiento del material y la distribución de fuentes de calor. La forma estructural afecta la distribución de la temperatura, la dirección de conducción del calor, la dirección de deformación térmica y la coincidencia de la máquina herramienta.

(1) la forma estructural de la máquina herramienta de centro cnc. En términos de estructura general, las máquinas herramienta tienen tipo vertical, horizontal, pórtico y voladizo, que son muy diferentes en la respuesta térmica y la estabilidad. Por ejemplo, el aumento de temperatura de la Caja de eje principal del torno con transmisión de engranajes puede alcanzar los 35 grados celsius, lo que hace que el extremo del eje principal se levante hacia arriba, y el tiempo de equilibrio térmico tarda alrededor de 2h. Por su parte, en el Centro de mecanizado de fresado de precisión del cuerpo de la cama inclinada, la máquina herramienta tiene una base estable. La rigidez de toda la máquina se ha mejorado significativamente, el eje principal está impulsado por un servomotor, eliminando la parte de transmisión de engranajes, y su aumento de temperatura es generalmente inferior a 15 grados celsius.

(2) efectos de la distribución de fuentes de calor. En las máquinas herramienta, generalmente se cree que la fuente de calor se refiere al motor eléctrico. Como el motor del eje principal, el motor de alimentación y el sistema hidráulico, etc., en realidad son incompletos. La fiebre del motor es solo la energía que la corriente consume en la resistencia de la armadura al asumir la carga, y otra parte considerable de la energía se consume en la fiebre causada por el trabajo de fricción de mecanismos como rodamientos, tuercas de tornillo y guías. Por lo tanto, el motor se puede llamar fuente de calor primaria, y los rodamientos, tuercas, guías y chips se pueden llamar fuente de calor secundaria. La deformación térmica es el resultado de la influencia combinada de todas estas fuentes de calor.

Un caminante CNC de 5 ejes aumenta la temperatura y la deformación en el Movimiento de alimentación en dirección Y. La Mesa de trabajo no se mueve cuando se alimenta en la dirección y, por lo que el impacto en la deformación térmica en la dirección X es muy pequeño. En el poste, cuanto más lejos esté el punto del tornillo guía del eje y, menor será su aumento de temperatura.

La situación de la máquina cuando el eje Z se mueve ilustra aún más la influencia de la distribución de la fuente de calor en la deformación térmica. La alimentación del eje Z está más lejos de la dirección x, por lo que el impacto de la deformación térmica es menor, y cuanto más cerca esté la columna de la tuerca del motor del eje z, mayor será el aumento de temperatura y la deformación.

(3) el impacto de la distribución de la calidad. La influencia de la distribución de la masa en la deformación térmica de la máquina herramienta tiene tres aspectos. En primer lugar, se refiere al tamaño de la masa y el grado de concentración, generalmente se refiere a cambiar la capacidad térmica y la velocidad de transmisión térmica, y cambiar el tiempo para lograr el equilibrio térmico; En segundo lugar, al cambiar la forma de disposición de la masa, como la disposición de varias placas de tendón, se mejora la rigidez térmica de la estructura y, en el mismo aumento de temperatura, se reduce el impacto de la deformación térmica o se mantiene una deformación relativa pequeña; En tercer lugar, se refiere a la reducción del aumento de temperatura de los componentes de la máquina herramienta cambiando la forma de disposición de la masa, como la disposición de las costillas de disipación de calor fuera de la estructura.

(4) influencia en las propiedades de los materiales: diferentes materiales tienen diferentes parámetros de propiedades térmicas (calor específico, conductividad térmica y coeficiente de expansión lineal), y bajo la influencia del mismo calor, su aumento de temperatura y deformación son diferentes.