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数控机床机械结构的特点和要求:减少机床的热变
数控机床机械结构的特点和要求:减少机床的热变形
机床在切削热、摩擦热等内外热源的影响下,各个部件将发生不同程度的热变形,使工件与刀具之间的相对位置关系遭到破坏,从而影响工件的加工精度。对于数控机床来说,在计算机的指令控制下进行连续周期加工,变形影响严重。为了减少热变形,在数控机床结构中通常采用以下措施。
(1)减少发热,控制温升。机床内部发热是产生热变形的主要热源,应当尽可能地将热源从主机中分离出去。通过良好的散热和冷却来控制温升,以减小热源的影响。此外,采用热平衡措施和特殊的调节元件来消除或补偿热变形。
(2)改善机床结构。在同样发热的条件下,机床结构对热变形也有很大影响。根据热对称原则设计的数控机床,因为这种结构相对热源来说是对称的,在产生热变形时,件或刀具的回转中心对称线的位置基本不变。例如卧式加工中心采用单立柱结构热变形较大,如图4-3(a)所示。采用双立柱结构,如图4-3(b所示,由于左右对称,双立柱结构受热后的主轴轴线除产生垂直方向的平移外,其他方向的变形很小,而垂直方向的轴线移动可以方便地用一个坐标的修正量进行补偿。
 
图4-3加工中心立柱结构的变形示意图
对于数控车床的上轴箱,如图4-4所示,应尽量使主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上,这就可以使主轴热变形对加工直径的影响减小到最小限度。在结构上还应当尽可能减小主轴中心与主轴箱底面的距离(如图中的尺寸H),以减少热变形的总量,同时应使主轴箱的前后温升一致,避免主轴变形后出现倾斜。

图4-4数控车床上轴箱


 

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