1. Gevolgen van het natuurlijke klimaat

China heeft een uitgestrekt territorium, met de meeste gebieden gelegen in subtropische gebieden. De temperatuur varieert sterk gedurende het jaar, en het temperatuurverschil binnen een dag varieert ook. Daarom hebben mensen verschillende manieren en graden van interventie in de binnentemperatuur (zoals werkplaats) en de temperatuuratmosfeer rond werktuigmachines varieert sterk. Bijvoorbeeld, is het seizoensgebonden temperatuurvariatiebereik in de regio Yangtze River Delta ongeveer 45 ℃, en de dagelijkse temperatuurvariatie is ongeveer 5-12 ℃. De CNC-bewerkingswerkstatt heeft over het algemeen geen verwarming in de winter en airconditioning in de zomer, maar zolang de werkplaats goede ventilatie heeft, verandert de temperatuurgradiënt in de CNC-bewerkingswerkstatt niet veel. In de noordoostelijke regio, kan het seizoensgebonden temperatuurverschil 60 ℃ bereiken, en de dagvariatie is ongeveer 8-15 ℃. De verwarmingsperiode is van eind oktober tot begin april van het volgende jaar, en het ontwerp van de bewerkingswerkstatt heeft verwarming, maar onvoldoende luchtcirculatie. Het temperatuurverschil tussen binnen en buiten de workshop kan 50 ℃ bereiken. Daarom is de temperatuurgradiënt in de workshop tijdens de winter zeer complex.Bij het meten was de buitentemperatuur 1.5 ℃ van 8:15-8:35 am, en de temperatuur binnen de workshop veranderde door ongeveer 3.5 ℃. De bewerkingsnauwkeurigheid van hoge snelheidsprecisieloopmachines en precisiewerktuigmachines zal sterk worden beïnvloed door omgevingstemperatuur in dergelijke werkplaatsen.

2. De impact van het omringende milieu

De omringende omgeving van CNC-werktuigen verwijst naar de thermische omgeving die wordt gevormd door verschillende lay-outs binnen een dicht bereik van de werktuigmachine. Zij omvatten de volgende drie aspecten.

(1) Werkplaats microklimaat: zoals de verdeling van de temperatuur in de werkplaats (verticale en horizontale richtingen). Wanneer dag en nacht afwisselen of het klimaat en ventilatie veranderen, verandert de temperatuur in de werkplaats langzaam.

(2) Werkstattwarmtebronnen, zoals zonnestraling, verwarmingsapparatuur en high-power verlichting, kunnen de totale of gedeeltelijke temperatuurstijging van de CNC-machinemachine voor een lange tijd rechtstreeks beïnvloeden wanneer ze dicht bij het zijn. De warmte die wordt gegenereerd door aangrenzende apparatuur tijdens verrichting zal de temperatuurstijging van de machine beïnvloeden door straling of luchtstroom.

(3) Warmteafvoer: De fundering heeft een goed warmteafvoereffect, vooral voor precisie CNC centrerende gereedschappen.De fundering moet niet dicht bij ondergrondse verwarmingsbijpleidingen zijn. Zodra het scheurt en lekt, kan het moeilijk worden om de oorzaak van de warmtebron te vinden; Een open werkplaats is een geweldige 'radiator', wat gunstig is voor de temperatuurbalans in de werkplaats.

(4) Constante temperatuur: Het gebruik van constante temperatuurfaciliteiten in de werkplaats is zeer effectief in het handhaven van de nauwkeurigheid en machinale precisie van precisiecentrerende werktuigen, maar het verbruikt veel energie.

3. Interne thermische beïnvloedingsfactoren van werktuigmachines

(1) Structurele warmtebron voor hart gecentreerde CNC machinegereedschappen. Elektromotoren zoals spindelmotoren, voedingsservomotoren, koel- en smeerpompmotoren en elektrische besturingskasten kunnen allemaal warmte opwekken. Deze situaties zijn toegestaan voor de motor zelf, maar ze hebben aanzienlijke nadelige effecten op componenten zoals de spindel en kogelschroef, en maatregelen moeten worden genomen om ze te isoleren. Wanneer de ingevoerde elektrische energie de motor drijft om te werken, behalve een klein gedeelte (ongeveer 20%) dat wordt omgezet in thermische energie van de motor, zal het grootste deel ervan worden omgezet in kinetische energie door het bewegingsmechanisme, zoals spindelrotatie, werkstafelbeweging, enz; Het is echter onvermijdelijk dat een aanzienlijk deel van de tijdens beweging gegenereerde warmte wordt omgezet in wrijvingswarmte, zoals lagers, geleiderails, kogelschroeven en transmissiedozen.

(2) Snijdende warmte tijdens het productieproces. Tijdens het snijproces wordt een deel van de kinetische energie van het gereedschap of werkstuk verbruikt als snijwerk, terwijl een aanzienlijk deel wordt omgezet in vervormingsenergie van snijden en wrijvingswarmte tussen spaanders en het gereedschap, resulterend in verwarming van het gereedschap, de spindel en het werkstuk, en een grote hoeveelheid spaanwitte wordt geleid naar de werktafelinrichtingen en andere componenten van het werktuig. Ze hebben direct invloed op de relatieve positie tussen het gereedschap en het werkstuk.

(3) Koelen. Koelen is een omgekeerde maatregel die wordt genomen om de temperatuurstijging van de loopmachine aan te pakken, zoals het koelen van de elektromotor, spindelcomponenten en basisstructurele componenten. High-end gereedschapsmachines voorzien de elektrische besturingskast vaak van een koeleenheid voor gedwongen koeling.

4. De invloed van de structurele vorm van werktuigmachines op temperatuurstijging

Op het gebied van thermische vervorming van CNC-werktuigen, het bespreken van de structurele vorm van longitudinale snijCNC-werktuigen verwijst meestal naar kwesties zoals structurele vorm, massaverdeling, materiaaleigenschappen en warmtebronverdeling. De structurele vorm beïnvloedt de temperatuurverdeling, warmtegeleidingsrichting, thermische vervormingsrichting, en matching van de werktuigmachine.

(1) De structurele vorm van CNC centrerende gereedschappen. In termen van algemene structuur omvatten werktuigmachines verticale, horizontale, portaal en cantilever types, die aanzienlijke verschillen in thermische respons en stabiliteit hebben. Bijvoorbeeld, kan de temperatuurstijging van de spindeldoos van een draaibank met versnellingsverschuiving tot 35 ℃, waardoor het spindeleinde omhoog gaat, en de thermische evenwichtstijd ongeveer 2 uur duurt. Het schuine bed type precisie draai en frees bewerkingscentrum heeft een stabiele basis voor de werktuigmachine. De stijfheid van de gehele machine is aanzienlijk verbeterd, en de spindel wordt aangedreven door een servomotor Het deel van de versnellingstransmissie is verwijderd, en de temperatuurstijging is over het algemeen minder dan 15 ℃.

(2) Het effect van de warmtebrondistributie. Op werktuigmachines wordt algemeen aangenomen dat de warmtebron verwijst naar de elektromotor. Zoals spindelmotoren, toevoermotoren en hydraulische systemen zijn ze eigenlijk onvolledig. De verwarming van een elektromotor is alleen de energie die wordt verbruikt door de ankerimpedantie tijdens het dragen, en een aanzienlijk deel van de energie wordt verbruikt door het wrijvingswerk van mechanismen zoals lagers, schroeven, moeren en geleiderails. Dus de elektromotor kan een primaire warmtebron worden genoemd, en de lagers, moeren, geleiderails en spaanders kunnen secundaire warmtebronnen worden genoemd. Thermische vervorming is het resultaat van de gecombineerde invloed van al deze warmtebronnen.

Temperatuurstijging en vervorming van een 5-assige CNC loopmachine tijdens Y-assige toevoerbeweging. Bij het voeden in de Y-richting beweegt de werktafel niet, dus heeft het weinig effect op de thermische vervorming in de X-richting. Op de kolom, hoe verder weg van de Y-as geleidingsschroef, hoe kleiner de temperatuurstijging.

De situatie van de machine die langs de Z-as beweegt illustreert verder de invloed van warmtebronverdeling op thermische vervorming. De Z-as voeding is verder weg van de X-as, dus de impact van thermische vervorming is kleiner.Hoe dichter de Z-as motormoer bij de kolom is, hoe groter de temperatuurstijging en vervorming.

(3) Het effect van kwaliteitsdistributie. De invloed van kwaliteitsverdeling op de thermische vervorming van werktuigmachines heeft drie aspecten. Ten eerste verwijst het naar de grootte en concentratie van massa, meestal verwijzend naar het veranderen van de warmtecapaciteit en warmteoverdrachtssnelheid, en het veranderen van de tijd om thermisch evenwicht te bereiken; Ten tweede, door de regeling van kwaliteit te veranderen, zoals de regeling van verschillende versterkingsplaten, kan de thermische stijfheid van de structuur worden verbeterd om de invloed van thermische vervorming te verminderen of relatief kleine vervorming onder dezelfde temperatuurstijging te handhaven; Ten derde verwijst het naar het verminderen van de temperatuurstijging van onderdelen van werktuigmachines door de vorm van kwaliteitsregeling te veranderen, zoals het regelen van warmteafvoerribben buiten de structuur.

(4) De invloed van materiaaleigenschappen: Verschillende materialen hebben verschillende thermische prestatieparameters (specifieke warmte, thermische geleidbaarheid, en coëfficiënt van lineaire uitzetting), en onder dezelfde hitte zijn hun temperatuurstijging en vervorming verschillend.