2025年08月06日 09:48:59 来源:东莞市宇匠数控设备有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量:4
影响导轨热变形的主要因素
由于导轨变形影响机床的加工精度,改善导轨的热变形影响将对机床性能改善 非常重要。首先探讨影响导轨变形的主要因素,上一节通过稳态和瞬态温度场分析 了导轨的热变形,但分析时导轨的进给速度和对流换热系数等均设为定值,而实际工况下,这些参数都在变化。所以,由表5-4得到不同的进给速度和不同的对流换 热系数对导轨热变形的影响,进而提出减少横梁系统变形的有效方法。
表5-4不同的进给速度和对流换热系数对导轨温度和Y方向热变形的影响
| 进给速度 | 对流换热系数 | 温度 | Y方向的变形量 |
| m/min | w/(m2-°C) | °c | mm |
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| 0.5 | 34.432 | 0.158732 |
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| 2 | 31.203 | 0.095432 |
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| 5 | 29.725 | 0.083665 |
| 12 | 10 | 28.930 | 0.078425 |
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| 20 | 27.420 | 0.075221 |
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| 30 | 26.213 | 0.071231 |
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| 0.5 | 33.817 | 0.132180 |
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| 2 | 30.802 | 0.093471 |
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| 5 | 29.132 | 0.082321 |
| 10 | 10 | 28.365 | 0.077211 |
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| 20 | 26.810 | 0.074110 |
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| 30 | 25.890 | 0.071002 |
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| 0.5 | 31.850 | 0.111327 |
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| 2 | 29.675 | 0.090221 |
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| 5 | 28.620 | 0.081402 |
| 8 | 10 | 27.332 | 0.076321 |
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| 20 | 26.418 | 0.073521 |
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| 30 | 25.221 | 0.070882 |
由图5-16, 5-17可知,进给速度和对流换热系数对导轨的温升和热变形量 有不同的影响。当进给速度不变时,随着对流换热系数增大,温升和Y方向的 热变形量是减少的趋势。因此,增加对流系数有利于减少横梁导轨的热变形量,从 而提高加工精度;通过对比图表中数据可知,采用合适的冷却方式,增大对流系数, 可以明显的减少热变形和温升。但是当对流换热系数增加到一定值的时候,其值得 增加对温升和Y方向的热变量影响不明显;当对流换热系数不变时,随着进给 速度增大,温升和Y方向的热变形量是增大的趋势。由于导轨的热变形量较大, 所以,需要合理的诜择对流换热系数和讲给谏度,从而有效的减少热变形和温升。
5.5本章小结
本章首先建立横梁导轨的有限元模型,并对其进行静态分析和补偿,得到变形 曲线和补偿曲线。在此基础上对导轨进行热分析,得到稳态温度场和瞬态温度场, 并将热分析结果与静态分析结果对比,发现温度场变化引起的热变形对于横梁系统 变形的影响不能忽略,并且导轨温度场对结构性能影响较大,热变形产生的误差应 该是加工中需要考虑的误差。最后,分析影响导轨变形的因素,通过合理的选择对 流换热系数和进给速度,从而有效的减少热变形和温升,减少加工过程中的误差, 提高加工精度。