1. Wpływ klimatu naturalnego

Chiny mają ogromne terytorium, z większością obszarów zlokalizowanych w regionach subtropikalnych. Temperatura zmienia się znacznie w ciągu roku, a różnica temperatury w ciągu jednego dnia różni się również. Dlatego ludzie mają różne sposoby i stopnie interwencji w temperaturze wewnętrznej (takiej jak warsztat), a atmosfera temperatury wokół obrabiarek znacznie się różni. Na przykład, sezonowy zakres zmian temperatury w regionie Delta rzeki Jangcy wynosi około 45 ℃, a dzienne zmiany temperatury wynoszą około 5-12 ℃. Warsztat obróbki CNC generalnie nie ma ogrzewania zimą i klimatyzacji latem, ale tak długo, jak warsztat ma dobrą wentylację, gradient temperatury w warsztacie obróbki CNC nie zmienia się zbyt wiele. W regionie północno-wschodnim sezonowa różnica temperatury może osiągnąć 60 ℃, a dzienna zmiana wynosi około 8-15 ℃. Okres ogrzewania wynosi od końca października do początku kwietnia następnego roku, a projekt warsztatu obróbczego ma ogrzewanie, ale niewystarczającą cyrkulację powietrza. Różnica temperatury między wewnątrz i na zewnątrz warsztatu może osiągnąć 50 ℃. Dlatego gradient temperatury w warsztacie w zimie jest bardzo złożony.Podczas pomiaru temperatura zewnętrzna wynosiła 1,5 ℃ od 8:15-8:35 am, a temperatura wewnątrz warsztatu zmieniła się o około 3,5 ℃. Dokładność obróbki szybkich precyzyjnych maszyn chodzących i precyzyjnych obrabiarek będzie znacznie wpływać na temperaturę środowiska w takich warsztatach.

2. Wpływ otoczenia

Otoczające środowisko obrabiarek CNC odnosi się do środowiska termicznego tworzonego przez różne układy w bliskim zakresie obrabiarki. Obejmują one następujące trzy aspekty.

(1) Mikroklimat warsztatowy: taki jak rozkład temperatury w warsztacie (kierunek pionowy i poziomy). Kiedy dzień i noc się zmieniają lub zmieniają się klimat i wentylacja, temperatura w warsztacie powoli zmienia się.

(2) Źródła ciepła warsztatowe, takie jak promieniowanie słoneczne, urządzenia grzewcze i oświetlenie o dużej mocy, mogą bezpośrednio wpływać na ogólny lub częściowy wzrost temperatury obrabiarki CNC przez długi czas, gdy są one blisko niego. Ciepło generowane przez sąsiednie urządzenia podczas pracy wpłynie na wzrost temperatury obrabiarki poprzez promieniowanie lub przepływ powietrza.

(3) Rozpraszanie ciepła: Fundament ma dobry efekt rozpraszania ciepła, zwłaszcza w przypadku precyzyjnych obrabiarek centrujących CNC.Fundament nie powinien być blisko podziemnych rurociągów grzewczych.Po pęknięciu i wycieku, może stać się trudno znaleźć przyczynę źródła ciepła; Otwarty warsztat będzie świetnym "grzejnikiem", który jest korzystny dla równowagi temperatury w warsztacie.

(4) Stała temperatura: Zastosowanie urządzeń o stałej temperaturze w warsztacie jest bardzo skuteczne w utrzymaniu dokładności i precyzji obróbki precyzyjnych obrabiarek centrujących, ale zużywa dużo energii.

3. Wewnętrzne czynniki wpływu cieplnego obrabiarek

(1) Strukturalne źródło ciepła dla obrabiarek CNC skoncentrowanych na sercu. Silniki elektryczne, takie jak silniki wrzecionowe, serwosilniki zasilające, silniki pomp chłodzenia i smarowania oraz elektryczne skrzynki sterujące mogą generować ciepło. Sytuacje te są dozwolone dla samego silnika, ale mają one znaczący niekorzystny wpływ na elementy takie jak wrzeciono i śruba kulkowa, i należy podjąć środki w celu ich izolacji. Kiedy wejściowa energia elektryczna napędza silnik do pracy, z wyjątkiem małej części (około 20%) która jest przekształcana w energię cieplną silnika, większość z niej zostanie przekształcona w energię kinetyczną przez mechanizm ruchu, taki jak obrót wrzeciona, ruch stołu roboczego itp; Nieuniknione jest jednak, że znaczna część ciepła generowanego podczas ruchu zostanie przekształcona w ciepło tarcie, takie jak łożyska, szyny prowadzące, śruby kulkowe i skrzynie przekładni.

(2) Cięcie ciepła podczas procesu produkcyjnego. Podczas procesu cięcia część energii kinetycznej narzędzia lub przedmiotu obrabianego jest zużywana jako praca cięcia, podczas gdy znaczna część jest przekształcana w energię odkształceń cięcia i ciepła tarcia między wiórami a narzędziem, co powoduje ogrzewanie narzędzia, wrzeciona i przedmiotu obrabianego, a duża ilość ciepła wiórów jest przeprowadzana do uchwytów stołu roboczego i innych komponentów obrabiarki. Będą one bezpośrednio wpływać na względną położenie między narzędziem a przedmiotem obrabianym.

(3) Chłodzenie. Chłodzenie jest środkiem odwrotnym podejmowanym w celu zaradzenia wzrostowi temperatury maszyny chodzącej, takim jak chłodzenie silnika elektrycznego, komponentów wrzeciona i podstawowych elementów konstrukcyjnych. Wysokiej klasy obrabiarki często wyposażają elektryczną skrzynkę sterującą w jednostkę chłodniczą do wymuszonego chłodzenia.

4. Wpływ formy strukturalnej obrabiarek na wzrost temperatury

W dziedzinie odkształceń termicznych obrabiarek CNC omawianie strukturalnej formy cięcia wzdłużnego obrabiarek CNC zwykle odnosi się do kwestii takich jak forma strukturalna, rozkład masy, właściwości materiału i rozkład źródła ciepła. Forma strukturalna wpływa na rozkład temperatury, kierunek przewodzenia ciepła, kierunek odkształcenia termicznego i dopasowanie obrabiarki.

(1) Forma strukturalna obrabiarek centrujących CNC. Pod względem ogólnej konstrukcji obrabiarki obejmują pionowe, poziome, bramowe i wsporniki typy, które mają znaczące różnice w reakcji termicznej i stabilności. Na przykład wzrost temperatury skrzyni wrzeciona tokarki z zmianą biegów może osiągnąć do 35 ℃, powodując podnoszenie końca wrzeciona, a czas równowagi termicznej trwa około 2 godzin. Precyzyjne centrum obróbki i frezowania typu skośnego łóżka ma stabilną podstawę dla obrabiarki. Sztywność całej maszyny została znacznie poprawiona, a wrzeciono jest napędzane przez serwosilnik.Część przekładni biegów została usunięta, a wzrost temperatury jest zazwyczaj mniejszy niż 15 ℃.

(2) Wpływ dystrybucji źródeł ciepła. W przypadku obrabiarek powszechnie uważa się, że źródło ciepła odnosi się do silnika elektrycznego. Takie jak silniki wrzecionowe, silniki zasilające i układy hydrauliczne, są faktycznie niekompletne. Ogrzewanie silnika elektrycznego to tylko energia zużywana przez impedancję armatury podczas łożyska, a znaczna część energii zużywana jest przez pracę tarcia mechanizmów takich jak łożyska, śruby, nakrętki i szyny prowadzące. Tak więc silnik elektryczny można nazwać podstawowym źródłem ciepła, a łożyska, nakrętki, szyny prowadzące i wióry można nazwać wtórnymi źródłami ciepła. Odkształcenie termiczne jest wynikiem łącznego wpływu wszystkich tych źródeł ciepła.

Wzrost temperatury i odkształcenie 5-osiowej maszyny chodzącej CNC podczas ruchu osi Y. Podczas karmienia w kierunku Y stół roboczy nie porusza się, więc ma niewielki wpływ na odkształcenie termiczne w kierunku X. Na kolumnie, im dalej od śruby prowadzącej osi Y, tym mniejszy wzrost temperatury.

Sytuacja maszyny poruszającej się wzdłuż osi Z dodatkowo ilustruje wpływ rozkładu źródeł ciepła na odkształcenie cieplne. Podaj osi Z jest dalej od osi X, więc wpływ odkształcenia termicznego jest mniejszy.Im bliżej nakrętka silnika osi Z jest do kolumny, tym większy wzrost temperatury i odkształcenie.

(3) Wpływ dystrybucji jakości. Wpływ rozkładu jakości na odkształcenie termiczne obrabiarek ma trzy aspekty. Po pierwsze, odnosi się do wielkości i stężenia masy, zwykle odnosząc się do zmiany pojemności ciepła i szybkości przenoszenia ciepła oraz zmiany czasu osiągnięcia równowagi cieplnej; Po drugie, zmieniając układ jakości, taki jak układ różnych płyt zbrojeniowych, sztywność termiczna konstrukcji może zostać poprawiona, aby zmniejszyć wpływ odkształcenia termicznego lub utrzymać stosunkowo niewielką odkształcenie przy tym samym wzroście temperatury; Po trzecie, odnosi się do zmniejszenia wzrostu temperatury elementów obrabiarek poprzez zmianę formy układu jakości, takiego jak układanie żeber rozpraszających ciepło poza konstrukcją.

(4) Wpływ właściwości materiału: Różne materiały mają różne parametry charakterystyki cieplnej (określone ciepło, przewodność cieplna i współczynnik rozszerzalności liniowej), a przy tym samym ciepłu ich wzrost temperatury i odkształcenie są różne.