1. Impactul climei naturale

China are un teritoriu vast, cu majoritatea zonelor situate în regiuni subtropicale. Temperatura variază foarte mult pe parcursul anului, iar diferența de temperatură într-o zi variază, de asemenea. Prin urmare, oamenii au moduri și grade diferite de intervenție în temperatura interioară (cum ar fi atelierul), iar temperatura atmosferică din jurul mașinilor-unelte variază foarte mult. De exemplu, variația temperaturii sezoniere în regiunea Delta râului Yangtze este de aproximativ 45 ℃, iar variația temperaturii diurne este de aproximativ 5-12 ℃. Atelierul de Prelucrare CNC, în general, nu are încălzire iarna și aer condiționat vara, dar atâta timp cât atelierul are o ventilație bună, gradientul de temperatură în atelierul de prelucrare CNC nu se schimbă mult. În regiunea de nord-est, diferența de temperatură sezonieră poate ajunge la 60 ℃, iar variația zilnică este de aproximativ 8-15 ℃. Perioada de încălzire este de la sfârșitul lunii octombrie până la începutul lunii aprilie a anului următor, iar proiectarea atelierului de prelucrare are încălzire, dar circulație insuficientă a aerului. Diferența de temperatură dintre interiorul și exteriorul atelierului poate ajunge la 50 ℃. Prin urmare, gradientul de temperatură în atelier în timpul iernii este foarte complex.Atunci când măsurați, temperatura exterioară a fost de 1,5 ℃ între 8:15-8:35 am, iar temperatura din interiorul atelierului s-a schimbat cu aproximativ 3,5 ℃. Precizia de prelucrare a mașinilor de mers cu precizie de mare viteză și a mașinilor-unelte de precizie va fi foarte afectată de temperatura mediului în astfel de ateliere.

2. Impactul mediului inconjurator

Mediul înconjurător al mașinilor-unelte CNC se referă la mediul termic format de diferite aspecte într-o gamă apropiată a mașinii-unelte. Acestea includ următoarele trei aspecte.

(1) Microclimatul atelierului: cum ar fi distribuția temperaturii în atelier (direcții verticale și orizontale). Atunci când ziua și noaptea se alternează sau clima și ventilația se schimbă, temperatura în atelier se va schimba lent.

(2) Sursele de căldură de atelier, cum ar fi radiația solară, echipamentele de încălzire și iluminatul de mare putere, pot afecta direct creșterea totală sau parțială a temperaturii mașinii unelte CNC pentru o lungă perioadă de timp atunci când acestea sunt aproape de ea. Căldura generată de echipamentele adiacente în timpul funcționării va afecta creșterea temperaturii mașinii uneltei prin radiații sau fluxul de aer.

(3) Disiparea căldurii: Fundația are un efect bun de disipare a căldurii, în special pentru mașinile unelte de centrare CNC de precizie. Fundația nu ar trebui să fie aproape de conductele de încălzire subterane. Odată ce se rupe și scurgeri, poate deveni dificil de găsit cauza sursei de căldură; Un atelier deschis va fi un mare "radiator", care este benefic pentru echilibrul temperaturii în atelier.

(4) Temperatura constantă: Utilizarea instalațiilor de temperatură constantă în atelier este foarte eficientă în menținerea preciziei și a preciziei de prelucrare a mașinilor unelte de centrare de precizie, dar consumă o mulțime de energie.

3. Factori de influență termică interni ai mașinilor-unelte

(1) Sursă de căldură structurală pentru mașini-unelte CNC centrate pe inimă. Motoarele electrice, cum ar fi motoarele cu ax, servomotoarele de alimentare, motoarele pompei de răcire și lubrifiere și cutiile electrice de control, toate pot genera căldură. Aceste situații sunt permise pentru motorul în sine, dar au efecte adverse semnificative asupra componentelor precum ax și șurub cu bile și ar trebui luate măsuri pentru a le izola. Atunci când energia electrică de intrare conduce motorul să funcționeze, cu excepția unei porțiuni mici (aproximativ 20%) care este convertită în energie termică a motorului, cea mai mare parte din ea va fi convertită în energie cinetică prin mecanismul de mișcare, cum ar fi rotația arborelui, mișcarea mesei de lucru etc; Cu toate acestea, este inevitabil ca o parte considerabilă din căldura generată în timpul mișcării să fie transformată în căldură de frecare, cum ar fi rulmenți, șine de ghidare, șuruburi cu bile și cutii de transmisie.

(2) Tăierea căldurii în timpul procesului de fabricație. În timpul procesului de tăiere, o parte din energia cinetică a uneltei sau a piesei de prelucrat este consumată ca lucrări de tăiere, în timp ce o parte considerabilă este convertită în energia de deformare a tăierii și a căldurii de frecare între așchii și sculă, rezultând încălzirea uneltei, axului și piesei de prelucrat, iar o cantitate mare de căldură a așchiilor este condusă la corpurile de lucru și la alte componente ale mașinii unelte. Acestea vor afecta direct poziția relativă dintre sculă și piesa de prelucrat.

(3) Răcire. Răcirea este o măsură inversă luată pentru a aborda creșterea temperaturii mașinii de mers pe jos, cum ar fi răcirea motorului electric, componentele axului și componentele structurale de bază. Mașinile unelte de înaltă calitate echipează adesea cutia electrică de comandă cu o unitate de refrigerare pentru răcirea forțată.

4. Influența formei structurale a mașinilor-unelte asupra creșterii temperaturii

În domeniul deformării termice a mașinilor-unelte CNC, discutarea formei structurale a mașinilor-unelte CNC de tăiere longitudinală se referă de obicei la aspecte cum ar fi forma structurală, distribuția masei, proprietățile materialului și distribuția sursei de căldură. Forma structurală afectează distribuția temperaturii, direcția de conducere a căldurii, direcția deformării termice și potrivirea mașinii uneltei.

(1) Forma structurală a mașinilor unelte de centrare CNC. În ceea ce privește structura generală, mașinile-unelte includ tipuri verticale, orizontale, gantry și cantilever, care au diferențe semnificative în răspuns termic și stabilitate. De exemplu, creșterea temperaturii cutiei axului unui strung cu schimbare de viteze poate ajunge la 35 ℃, determinând ridicarea capătului axului, iar timpul de echilibru termic durează aproximativ 2 ore. Centrul de prelucrare de precizie de strunjire și frezare tip pat înclinat are o bază stabilă pentru mașina unealtă. Rigiditatea întregii mașini a fost îmbunătățită semnificativ, iar arborele este acționat de un servomotor. Partea transmisiei angrenajului a fost îndepărtată, iar creșterea temperaturii este în general mai mică de 15 ℃.

(2) Impactul distribuției surselor de căldură. Pe mașinile unelte, se crede în mod obișnuit că sursa de căldură se referă la motorul electric. Cum ar fi motoarele cu ax, motoarele de alimentare și sistemele hidraulice, acestea sunt de fapt incomplete. Încălzirea unui motor electric este doar energia consumată de impedanța armaturii în timpul rulmenților de sarcină, iar o parte considerabilă din energie este consumată de activitatea de frecare a mecanismelor precum rulmenți, șuruburi, piulițe și șine de ghidare. Astfel, motorul electric poate fi numit sursă primară de căldură, iar rulmenții, piulițele, șinele de ghidare și cipurile pot fi numite surse secundare de căldură. Deformarea termică este rezultatul influenței combinate a tuturor acestor surse de căldură.

Creșterea temperaturii și deformarea unei mașini CNC de mers pe jos cu 5 axe în timpul mișcării de alimentare cu axa Y. Atunci când se hrănește în direcția Y, masa de lucru nu se mișcă, astfel încât are un efect redus asupra deformării termice în direcția X. Pe coloană, cu cât mai departe de șurubul de ghidare pe axa Y, cu atât creșterea temperaturii este mai mică.

Situația mașinii care se deplasează de-a lungul axei Z ilustrează în continuare influența distribuției sursei de căldură asupra deformării termice. Alimentarea axei Z este mai departe de axa X, astfel încât impactul deformării termice este mai mic. Cu cât piulița motorului axei Z este mai aproape de coloană, cu atât creșterea temperaturii și deformarea sunt mai mari.

(3) Impactul distribuției calității. Influența distribuției calității asupra deformării termice a mașinilor-unelte are trei aspecte. În primul rând, se referă la dimensiunea și concentrația masei, referindu-se de obicei la modificarea capacității termice și a ratei de transfer termic și schimbarea timpului pentru atingerea echilibrului termic; În al doilea rând, prin schimbarea aranjamentului calității, cum ar fi aranjamentul diferitelor plăci de armare, rigiditatea termică a structurii poate fi îmbunătățită pentru a reduce influența deformării termice sau pentru a menține deformarea relativ mică sub aceeași creștere a temperaturii; În al treilea rând, se referă la reducerea creșterii temperaturii componentelor mașinilor-unelte prin modificarea formei aranjamentului calității, cum ar fi aranjarea nervilor de disipare a căldurii în afara structurii.

(4) Influența proprietăților materialului: Diferitele materiale au parametri de performanță termică diferiți (căldură specifică, conductivitate termică și coeficient de expansiune liniară), iar sub aceeași căldură, creșterea temperaturii și deformarea lor sunt diferite.