1. Impacto do clima natural

China ten un vasto territorio, coa maioría das áreas localizadas en rexións subtropicas. A temperatura varia grandemente ao longo do ano e a diferenza de temperatura nun día tamén varia. Por iso, a xente ten diferentes maneiras e graos de intervención na temperatura interior (como o taller), e a atmosfera de temperatura arredor das ferramentas máquinas varia moito. Por exemplo, o intervalo de variación de temperatura sazonal na rexión do Delta do río Yangtze é de aproximadamente 45 [UNK], e a variación de temperatura diurna é de aproximadamente 5 a 12 [UNK]. O taller de máquinas CNC xeralmente non ten calefacción no inverno e aire acondicionado no verán, pero mentres o taller ten boa ventilación, o gradiente de temperatura no taller de máquinas CNC non cambia moito. Na rexión nordeste, a diferenza de temperatura sazonal pode chegar a 60 [UNK], e a variación diurnal é de aproximadamente 8 a 15 [UNK]. O período de calefacción é de final de outubro a principios de abril do ano seguinte, e o deseño do taller de máquinas ten calefacción pero circulación de aire insuficiente. A diferenza de temperatura entre dentro e fóra do taller pode chegar a 50 [UNK]. Por iso, o gradiente de temperatura no taller durante o inverno é moi complexo. Ao medir, a temperatura do aire libre era de 1, 5 [UNK] das 8: 15- 8: 35 da mañá, e a temperatura dentro do taller cambiou de aproximadamente 3, 5 [UNK]. A precisión máquina das máquinas de camiñada de precisión de alta velocidade e as ferramentas de máquinas de precisión afectaranse grandemente pola temperatura ambiental nestes talleres.

2. O impacto do entorno arredor

O entorno ao redor das ferramentas máquinas CNC refere ao entorno térmico formado por varias disposicións dentro dun intervalo próximo da ferramenta máquina. Inclúen os tres aspectos seguintes.

(1) Microclima do taller: como a distribución da temperatura no taller (direccións verticales e horizontales). Cando o día e a noite alternen ou o clima e a ventilación cambian, a temperatura no taller cambiará lentamente.

(2) As fontes de calor do taller, como a radiación solar, o equipo de calefacción e a iluminación de alta enerxía, poden afectar directamente o aumento global ou parcial da temperatura da ferramenta CNC durante moito tempo cando están preto dela. A calor xerada polo equipo adxacente durante a operación afectará ao aumento da temperatura da ferramenta da máquina mediante radiación ou fluxo de aire.

(3) Disipación de calor: A fundación ten un bo efecto de dissipación de calor, especialmente para ferramentas de máquina de centro de precisión CNC. A fundación non debe estar preto de tubos de calor subterráneos. Unha vez que se rompa e se vaza, pode ser difícil atopar a causa da fonte de calor; Un taller aberto será un gran 'radiador', que é beneficioso para o equilibrio de temperaturas no taller.

(4) Temperatura constante: O uso de instalacións de temperatura constante no taller é moi eficaz para manter a precisión e a máquina precisión das ferramentas de centración de precisión, pero consume moita enerxía.

3. Factores internos de influencia térmica das ferramentas máquinas

(1) Fonte de calor estrutural para ferramentas de máquinas CNC centradas no corazón. Motores eléctricos como motores de xiro, motores de alimentación de servo, motores de refrigeración e lubricación, e caixas de control eléctrico poden xerar calor. Estas situacións son permitidas para o motor en si, pero teñen efectos adversos significativos en compoñentes como a rola e a bala, e deben tomarse medidas para isolarlas. Cando a enerxía eléctrica de entrada impulsiona o motor a funcionar, excepto para unha pequena porción (aproximadamente 20%) que se converte en enerxía térmica motora, a maioría será convertida en enerxía cinética polo mecanismo de movemento, como rotación de xiro, movemento de traballo, etc.; Porén, é inevitable que unha parte considerábel da calor xerada durante o movemento se converta en calor friccional, como bearings, rails de guía, screws de bola e caixas de transmisión.

(2) Cortar a calor durante o proceso de fabricación. Durante o proceso de corte, unha parte da enerxía cinética da ferramenta ou peza de traballo é consumida como traballo de corte, mentres que unha parte considerábel é convertida en enerxía de deformación de corte e calor de fricción entre os chips e a ferramenta, resultando en aquecimento da ferramenta, o spindle e o peza de traballo, e unha gran cantidade de calor de chip é conducida aos dispositivos de traballo e outros compoñentes da ferramenta de máquina. Afectarán directamente a posición relativa entre a ferramenta e a peza de traballo.

(3) Cooling. O arrefriamento é unha medida inversa tomada para abordar o aumento da temperatura da máquina de camiño, como o arrefriamento do motor eléctrico, os compoñentes de xiro e os compoñentes estruturais básicos. As ferramentas de máquinas de alto nivel frecuentemente equipan a caixa de control eléctrico cunha unidade de refrigeración para refrigeración forzada.

4. A influencia da forma estrutural das ferramentas máquinas no aumento da temperatura

No campo da deformación térmica das ferramentas de máquinas CNC, discutir a forma estrutural das ferramentas de corte longitudinal CNC normalmente se refire a cuestións como forma estrutural, distribución de masa, propiedades materiais e distribución de fontes de calor. A forma estrutural afecta á distribución da temperatura, á dirección da condución térmica, á dirección da deformación térmica e á coincidencia da ferramenta da máquina.

(1) A forma estrutural das ferramentas centradas no CNC. En termos de estrutura xeral, as ferramentas de máquina inclúen tipos verticales, horizontales, gantry e cantilever, que teñen diferenzas significativas na resposta térmica e na estabilidade. Por exemplo, o aumento da temperatura da caixa de spindle dun bloqueo con movemento de velocidade pode chegar a 35 [UNK], causando que o final da spindle se eleve, e o tempo de equilibrio térmico leva aproximadamente dúas horas. O centro de transformación e moldura de precisión do tipo de cama inclinado ten unha base estable para a ferramenta da máquina. A rigidez da máquina enteira mellorouse significativamente, e a spindle é impulsada por un motor servo. Eliminouse a parte de transmisión de velocidade e o aumento da temperatura é xeralmente inferior a 15 [UNK].

(2) O impacto da distribución da fonte de calor. En ferramentas de máquina, é comúnmente credo que a fonte de calor se refire ao motor eléctrico. Como motores, motores de alimentación e sistemas hidráulicos, en realidade son incompletos. O aquecimento dun motor eléctrico é só a enerxía consumida pola impedance da armatura durante a carga, e unha parte considerábel da enerxía é consumida polo traballo friccional de mecanismos como bearings, screws, nuts, and guide rails. Así que o motor eléctrico pode chamarse fonte de calor primaria, e os bearings, noxes, ferros de guía e chips poden chamarse fontes de calor secundarias. A deformación térmica é o resultado da influencia combinada de todas estas fontes de calor.

Aumento da temperatura e deformación dunha máquina de camiño CNC de 5 eixos durante o movemento de alimentación do eixo Y. Cando se alimenta na dirección Y, a táboa de traballo non se move, polo que ten pouco efecto na deformación térmica na dirección X. Na columna, máis lonxe do cruce de guía do eixo Y, máis pequena é a temperatura.

A situación da máquina que se move ao longo do eixo Z ilustra máis a influencia da distribución da fonte de calor na deformación térmica. A alimentación do eixo Z está máis lonxe do eixo X, polo que o impacto da deformación térmica é menor. Canto máis próximo o raio motor do eixo Z é á columna, maior é o aumento da temperatura e a deformación.

(3) O impacto da distribución de calidade. A influencia da distribución de calidade na deformación térmica das ferramentas máquinas ten tres aspectos. En primeiro lugar, refere ao tamaño e concentración da masa, normalmente referéndose a mudar a capacidade de calor e a taxa de transferencia de calor, e a mudar o tempo para chegar ao equilibrio térmico; En segundo lugar, cambiando o dispositivo da calidade, como o dispositivo de varias placas de reforzo, a rigidez térmica da estrutura pode mellorarse para reducir a influencia da deformación térmica ou manter unha deformación relativamente pequena baixo o mesmo aumento da temperatura; En terceiro lugar, refere a reducir o aumento da temperatura dos componentes das ferramentas da máquina cambiando a forma de arranxo de calidade, como arranxar costelas de dissipación de calor fóra da estrutura.

(4) A influencia das propriedades materiais: Diferentes materiais teñen diferentes parámetros de rendimento térmico (calor específico, condutividade térmica e coeficiente de expansión linear), e baixo a mesma calor, a súa temperatura aumenta e deformación son diferentes.