1. Loodusliku kliima mõju

Hiina on tohutu territoorium, enamik piirkondi asub subtroopilistes piirkondades. Temperatuur varieerub aasta jooksul väga ja temperatuurierinevus päeva jooksul samuti varieerub. Seetõttu on inimestel sisetemperatuuri (näiteks töökojas) temperatuuril erinevad sekkumisviisid ja -astmed ning tööpingite ümbritsev temperatuur on väga erinev. Näiteks hooajaline temperatuuri varieeruvus Yangtze jõe delta piirkonnas on umbes 45 ℃ ja ööpäevane temperatuuri varieeruvus on umbes 5-12 ℃. CNC töötlemise töökojas pole talvel tavaliselt kütet ja suvel kliimaseadet, kuid seni, kuni töökojal on hea ventilatsioon, ei muutu CNC töötlemise töökojas temperatuurigradient palju. Kirdepiirkonnas võib hooajaline temperatuuri erinevus ulatuda 60 ℃ ja päevane varieerumine on umbes 8-15 ℃. Kütteperiood kestab oktoobri lõpust järgmise aasta aprilli alguseni ning mehaanilise töökoja projekteerimisel on soojenemine, kuid ebapiisav õhuringlus. Temperatuuri erinevus töökoja sees ja väljaspool võib ulatuda 50 ℃. Seetõttu on talvel töökojas temperatuurigradient väga keeruline. Mõõtmisel oli välistemperatuur 1,5 ℃ ajavahemikus 8:15-8:35 hommikul ja temperatuur töökojas muutus umbes 3,5 ℃. Selliste töökodade keskkonnatemperatuur mõjutab oluliselt kiirete täppiskõndimismasinate ja täppispinkide mehaanilist täpsust.

2. Ümbritseva keskkonna mõju

CNC tööpingide ümbritsev keskkond viitab tööpingi lähedases ulatuses erinevate paigutustega moodustatud termilisele keskkonnale. Need hõlmavad järgmist kolme aspekti.

(1) Töökoja mikrokliima: näiteks temperatuuri jaotumine töökojas (vertikaalne ja horisontaalne suund). Kui päev ja öö vahelduvad või kliima ja ventilatsioon muutuvad, muutub töökoja temperatuur aeglaselt.

(2) Töökoja soojusallikad, nagu päikesekiirgus, kütteseadmed ja suure võimsusega valgustus, võivad pikka aega otseselt mõjutada CNC tööpingi üldist või osalist temperatuuritõusu, kui nad on selle lähedal. Külgnevate seadmete töötamise ajal tekitatud soojus mõjutab tööpingi temperatuuri tõusu kiirguse või õhuvoolu kaudu.

(3) Soojuse hajutamine: vundamendil on hea soojuse hajutamise efekt, eriti täpsete CNC tsentreerimistööpingite jaoks. Vundament ei tohiks olla maa-aluste küttetorustike lähedal. Kui see puruneb ja lekib, võib soojusallika põhjust olla raske leida; Avatud töökojast saab suurepärane radiaator, mis on kasulik töökojas temperatuuritasakaalu saavutamiseks.

(4) Püsiv temperatuur: konstantse temperatuuriga rajatiste kasutamine töökojas on väga tõhus täppiskentreerimistööpingite täpsuse ja töötlemise täpsuse säilitamisel, kuid see kulutab palju energiat.

3. Tööriistade sisemised termilised mõjutavad tegurid

(1) Südamekesksete CNC tööpinkide struktuuriline soojusallikas. Elektrimootorid, nagu spindli mootorid, toiteservomootorid, jahutus- ja määrdepumba mootorid ja elektrilised juhtkastid, võivad kõik soojust tekitada. Sellised olukorrad on lubatud mootorile endale, kuid neil on märkimisväärne kahjulik mõju komponentidele, nagu spindl ja kuulkruvi, ning tuleks võtta meetmeid nende isoleerimiseks. Kui sisendelektrienergia juhib mootorit tööle, välja arvatud väike osa (umbes 20%), mis muundatakse mootori soojusenergiaks, muundatakse enamik sellest kineetiliseks energiaks liikumismehhanismi abil, nagu spindli pöörlemine, töölaua liikumine jne; Siiski on vältimatu, et märkimisväärne osa liikumise ajal tekkinud soojusest muundatakse hõõrdumissoojuseks, nagu laagrid, juhtrööpad, kuulkruvid ja ülekandekastid.

(2) Soojuse lõikamine tootmisprotsessi ajal. Lõikamisprotsessi ajal tarbitakse osa tööriista või töödeldava detaili kineetilisest energiast lõikamistööna, samas kui märkimisväärne osa muundatakse laastude ja tööriista vahelise hõõrdumise energiaks, mille tulemusel tööriista, spindli ja töödeldava detaili kuumutatakse ning töölaua kinnitustele ja muudele tööpingi komponentidele juhitakse suur hulk kiibi soojustust. Need mõjutavad otseselt tööriista ja töödeldava detaili suhtelist asendit.

(3) Jahutamine. Jahutamine on vastupidine meede, mida võetakse kõndimismasina temperatuuri tõusu lahendamiseks, näiteks elektrimootori, spindli komponentide ja põhiliste konstruktsioonikomponentide jahutamiseks. Kõrgetasemelised tööpingid varustavad elektrilise juhtkasti sageli külmutusseadmega sundjahutuseks.

4. Tööriistade konstruktsioonivormi mõju temperatuuri tõusule

CNC tööpingide termilise deformatsiooni valdkonnas viitab pikilõikamise struktuurilise vormi arutelu CNC tööpingid tavaliselt sellistele küsimustele nagu struktuurivorm, massijaotus, materjali omadused ja soojusallika jaotus. Konstruktsioonivorm mõjutab temperatuurijaotust, soojusjuhtimise suunda, termilise deformatsiooni suunda ja tööpingi sobitamist.

(1) CNC tsentreerimistööpingite struktuuriline vorm. Üldise struktuuri poolest hõlmavad tööpingid vertikaalset, horisontaalset, portaali ja konditsioneeri tüüpi, millel on märkimisväärsed erinevused soojusreaktsioonis ja stabiilsuses. Näiteks treipingi spindli kasti temperatuuri tõus käiguvahetusega võib ulatuda kuni 35 ℃, põhjustades spindli otsa tõusu ja termilise tasakaalu aeg võtab umbes 2 tundi. Kallutatud voodi tüüpi täppis treimine- ja freesimiskeskusel on tööpingi jaoks stabiilne alus. Kogu masina jäikust on oluliselt parandatud ja spindlit juhib servo mootor. Käigukasti osa on eemaldatud ja temperatuuri tõus on üldiselt alla 15 ℃.

(2) Soojusallika jaotuse mõju. Tööriistadel arvatakse tavaliselt, et soojusallikas viitab elektrimootorile. Näiteks spindli mootorid, toitmismootorid ja hüdraulilised süsteemid on tegelikult mittetäielikud. Elektrimootori soojendamine on ainult armatuurse impedantsi poolt kandmise ajal tarbitav energia ja märkimisväärne osa energiast tarbitakse selliste mehhanismide nagu laagrid, kruvid, mutrid ja juhtrööpad hõõrdumistöös. Seega võib elektrimootorit nimetada primaarseks soojusallikaks ning laagreid, mutreid, juhtrööpaid ja kiipe võib nimetada sekundaarseks soojusallikaks. Soojusdeformatsioon on kõigi nende soojusallikate kombineeritud mõju tulemus.

5-teljelise CNC kõndimismasina temperatuuri tõus ja deformatsioon Y-telje söötmise ajal. Y suunas toitmisel ei liigu töölaud, nii et sellel on vähe mõju soojusdeformatsioonile X suunas. Kolonnil, mida kaugemal Y-telje juhtkruvist, seda väiksem temperatuur tõuseb.

Z-teljel liikuva masina olukord illustreerib veelgi soojusallika jaotuse mõju soojusdeformatsioonile. Z-telje toide on X-teljest kaugemal, nii et termilise deformatsiooni mõju on väiksem. Mida lähemal Z-telje mootori mutr on kolonnile, seda suurem on temperatuuri tõus ja deformatsioon.

(3) Kvaliteedijaotuse mõju. Kvaliteedijaotuse mõju tööpinkide termilisele deformatsioonile on kolm aspekti. Esiteks viitab see massi suurusele ja kontsentratsioonile, tavaliselt soojusvõimsuse ja soojusülekande kiiruse muutmisele ning soojustasakaalu saavutamise aja muutmisele; Teiseks, kvaliteedi paigutuse, näiteks erinevate tugevdusplaatide paigutuse muutmisega saab parandada konstruktsiooni termilist jäikust, et vähendada termilise deformatsiooni mõju või säilitada suhteliselt väike deformatsioon sama temperatuuritõusu korral; Kolmandaks viitab see tööpingi komponentide temperatuuritõusu vähendamisele kvaliteedikorralduse vormi muutmise teel, näiteks soojushajutusribide paigaldamise teel väljaspool konstruktsiooni.

(4) Materjali omaduste mõju: Erinevatel materjalidel on erinevad soojusjõudluse parameetrid (erisoojus, soojusjuhtivus ja lineaarse paisumise koefitsient) ja sama soojuse korral on nende temperatuuri tõus ja deformatsioon erinevad.