1. Impatto del clima naturale

La Cina ha un territorio vasto, con la maggior parte delle aree situate in regioni subtropicali. La temperatura varia notevolmente durante l'anno, e anche la differenza di temperatura all'interno di un giorno varia. Pertanto, le persone hanno modi e gradi differenti di intervento nella temperatura interna (come officina) e l'atmosfera della temperatura intorno alle macchine utensili varia notevolmente. Ad esempio, l'intervallo di variazione stagionale della temperatura nella regione del delta del fiume Yangtze è di circa 45 ℃, e la variazione di temperatura diurna è di circa 5-12 ℃. L'officina di lavorazione CNC generalmente non ha riscaldamento in inverno e aria condizionata in estate, ma finché l'officina ha una buona ventilazione, il gradiente di temperatura nell'officina di lavorazione CNC non cambia molto. Nella regione nord-orientale, la differenza di temperatura stagionale può raggiungere 60 ℃, e la variazione diurna è di circa 8-15 ℃. Il periodo di riscaldamento va dalla fine di ottobre all'inizio di aprile dell'anno successivo e la progettazione dell'officina di lavorazione ha riscaldamento ma circolazione dell'aria insufficiente. La differenza di temperatura tra dentro e fuori l'officina può raggiungere 50 ℃. Pertanto, il gradiente di temperatura nell'officina durante l'inverno è molto complesso. Durante la misurazione, la temperatura esterna era di 1,5 ℃ dalle 8:15-8:35 del mattino e la temperatura all'interno dell'officina è cambiata di circa 3,5 ℃. L'accuratezza di lavorazione delle macchine a piedi di precisione ad alta velocità e delle macchine utensili di precisione sarà notevolmente influenzata dalla temperatura ambientale in tali officine.

2. L'impatto dell'ambiente circostante

L'ambiente circostante delle macchine utensili CNC si riferisce all'ambiente termico formato da vari layout all'interno di una gamma ravvicinata della macchina utensile. Essi comprendono i tre aspetti seguenti.

(1) microclima dell'officina: quale la distribuzione della temperatura nell'officina (direzioni verticali e orizzontali). Quando il giorno e la notte si alternano o il clima e la ventilazione cambiano, la temperatura in officina cambierà lentamente.

(2) Le fonti di calore dell'officina, come la radiazione solare, le apparecchiature di riscaldamento e l'illuminazione ad alta potenza, possono influenzare direttamente l'aumento della temperatura globale o parziale della macchina utensile CNC per un lungo periodo quando sono vicini ad esso. Il calore generato dalle apparecchiature adiacenti durante il funzionamento influenzerà l'aumento della temperatura della macchina utensile attraverso radiazioni o flusso d'aria.

(3) dissipazione del calore: La fondazione ha un buon effetto di dissipazione del calore, specialmente per macchine utensili di centraggio CNC di precisione. La fondazione non dovrebbe essere vicina alle condutture di riscaldamento sotterranee. Una volta che si rompe e perde, può diventare difficile trovare la causa della fonte di calore; Un laboratorio aperto sarà un grande 'radiatore', che è utile per l'equilibrio della temperatura in officina.

(4) Temperatura costante: L'uso di impianti a temperatura costante nell'officina è molto efficace nel mantenere l'accuratezza e la precisione di lavorazione delle macchine utensili di centraggio di precisione, ma consuma molta energia.

3. Fattori termici interni di influenza delle macchine utensili

(1) Fonte di calore strutturale per il cuore centrato CNC macchine utensili. I motori elettrici come i motori a mandrino, i servomotori di alimentazione, i motori delle pompe di raffreddamento e lubrificazione e le scatole di controllo elettriche possono tutti generare calore. Queste situazioni sono consentite per il motore stesso, ma hanno effetti negativi significativi su componenti come il mandrino e la vite a sfera e dovrebbero essere adottate misure per isolarli. Quando l'energia elettrica in ingresso spinge il motore a funzionare, ad eccezione di una piccola porzione (circa il 20%) che viene convertita in energia termica del motore, la maggior parte di essa sarà convertita in energia cinetica dal meccanismo di movimento, come la rotazione del mandrino, il movimento del tavolo di lavoro, ecc; Tuttavia, è inevitabile che una parte considerevole del calore generato durante il movimento venga convertito in calore di attrito, come cuscinetti, guide, viti a sfera e scatole di trasmissione.

(2) Taglio di calore durante il processo di fabbricazione. Durante il processo di taglio, una parte dell'energia cinetica dell'utensile o del pezzo viene consumata come lavoro di taglio, mentre una parte considerevole viene convertita in energia di deformazione di taglio e calore di attrito tra trucioli e utensile, con conseguente riscaldamento dell'utensile, del mandrino e del pezzo in lavorazione, e una grande quantità di calore del truciolo viene condotta ai dispositivi del tavolo da lavoro e ad altri componenti della macchina utensile. Influiranno direttamente sulla posizione relativa tra l'utensile e il pezzo in lavorazione.

(3) Raffreddamento. Il raffreddamento è una misura inversa adottata per affrontare l'aumento della temperatura della macchina a piedi, come il raffreddamento del motore elettrico, dei componenti del mandrino e dei componenti strutturali di base. Le macchine utensili di fascia alta spesso equipaggiano la centralina elettrica con un'unità di refrigerazione per il raffreddamento forzato.

4. L'influenza della forma strutturale delle macchine utensili sull'aumento della temperatura

Nel campo della deformazione termica delle macchine utensili CNC, discutere la forma strutturale delle macchine utensili CNC di taglio longitudinale di solito si riferisce a questioni quali la forma strutturale, la distribuzione della massa, le proprietà dei materiali e la distribuzione della fonte di calore. La forma strutturale influenza la distribuzione della temperatura, la direzione di conduzione del calore, la direzione di deformazione termica e la corrispondenza della macchina utensile.

(1) La forma strutturale delle macchine utensili di centraggio CNC. In termini di struttura generale, le macchine utensili includono tipi verticali, orizzontali, a cavalletto e a sbalzo, che presentano differenze significative in risposta termica e stabilità. Ad esempio, l'aumento della temperatura della scatola del mandrino di un tornio con cambio di marcia può raggiungere fino a 35 ℃, causando l'aumento dell'estremità del mandrino e il tempo di equilibrio termico richiede circa 2 ore. Il centro di lavoro di tornitura e fresatura di precisione di tipo letto inclinato ha una base stabile per la macchina utensile. La rigidità dell'intera macchina è stata significativamente migliorata e il mandrino è guidato da un servomotore. La parte della trasmissione dell'ingranaggio è stata rimossa e l'aumento della temperatura è generalmente inferiore a 15 ℃.

(2) L'impatto della distribuzione delle fonti di calore. Sulle macchine utensili, si ritiene comunemente che la fonte di calore si riferisca al motore elettrico. Come motori mandrini, motori di alimentazione e sistemi idraulici, sono in realtà incompleti. Il riscaldamento di un motore elettrico è solo l'energia consumata dall'impedenza dell'armatura durante il carico e una parte considerevole dell'energia viene consumata dal lavoro di attrito di meccanismi come cuscinetti, viti, dadi e guide di guida. Così il motore elettrico può essere chiamato fonte di calore primaria e i cuscinetti, dadi, guide e chip possono essere chiamati fonti di calore secondarie. La deformazione termica è il risultato dell'influenza combinata di tutte queste fonti di calore.

Aumento di temperatura e deformazione di una macchina a piedi CNC a 5 assi durante il movimento di alimentazione dell'asse Y. Quando si alimenta nella direzione Y, il piano di lavoro non si muove, quindi ha poco effetto sulla deformazione termica nella direzione X. Sulla colonna, più lontano dalla vite di guida dell'asse Y, minore è l'aumento della temperatura.

La situazione della macchina che si muove lungo l'asse Z illustra ulteriormente l'influenza della distribuzione della fonte di calore sulla deformazione termica. L'alimentazione dell'asse Z è più lontana dall'asse X, quindi l'impatto della deformazione termica è minore. Più il dado motore dell'asse Z è vicino alla colonna, maggiore è l'aumento della temperatura e la deformazione.

(3) L'impatto della distribuzione della qualità. L'influenza della distribuzione della qualità sulla deformazione termica delle macchine utensili ha tre aspetti. In primo luogo, si riferisce alla dimensione e alla concentrazione della massa, solitamente riferendosi alla modifica della capacità termica e della velocità di trasferimento del calore, e cambiando il tempo per raggiungere l'equilibrio termico; In secondo luogo, cambiando la disposizione della qualità, come la disposizione di varie piastre di rinforzo, la rigidità termica della struttura può essere migliorata per ridurre l'influenza della deformazione termica o mantenere la deformazione relativamente piccola sotto lo stesso aumento di temperatura; In terzo luogo, si riferisce a ridurre l'aumento della temperatura dei componenti della macchina utensile cambiando la forma della disposizione di qualità, come la disposizione delle costole di dissipazione del calore al di fuori della struttura.

(4) L'influenza delle proprietà del materiale: i materiali differenti hanno parametri di prestazione termica differenti (calore specifico, conducibilità termica e coefficiente di espansione lineare) e sotto lo stesso calore, il loro aumento di temperatura e deformazione sono diversi.