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最高温度和Y方向热变形的影响
进给时间 |
对流传热热交换公式 |
较高高温 |
Y中心点的发生形变量 |
m/min |
w/(m2-°C) |
°c |
mm |
|
0.5 |
34.432 |
0.158732 |
|
2 |
31.203 |
0.095432 |
|
5 |
29.725 |
0.083665 |
12 |
10 |
28.930 |
0.078425 |
|
20 |
27.420 |
0.075221 |
|
30 |
26.213 |
0.071231 |
|
0.5 |
33.817 |
0.132180 |
|
2 |
30.802 |
0.093471 |
|
5 |
29.132 |
0.082321 |
10 |
10 |
28.365 |
0.077211 |
|
20 |
26.810 |
0.074110 |
|
30 |
25.890 |
0.071002 |
|
0.5 |
31.850 |
0.111327 |
|
2 |
29.675 |
0.090221 |
|
5 |
28.620 |
0.081402 |
8 |
10 |
27.332 |
0.076321 |
|
20 |
26.418 |
0.073521 |
|
30 |
25.221 |
0.070882 |
由图5-16, 5-17可预知 ,进给效率快和互流板换因子对导轨的主要温度和热发生形变量名 有差异的反应 。当进给效率快不减时 ,跟着互流板换因子是可以削减 ,主要温度和Y方法的 热发生形变量名是是可以削减的态势 。于是 ,增高互流因子极为有利的于是可以削减横粱导轨的热发生形变量名 ,从 而提升 手工加工控制精度;利用相比数值图表中数值可预知 ,所采用比较好的水冷却方式方法 ,是可以削减互流因子 , 是可以很大的是可以削减热发生形变和温度 。其实当互流板换因子增高到肯定值的时期 ,其必玩 增高对主要温度和Y方法的热变量名反应不很大;当互流板换因子不减时 ,跟着进给 效率快是可以削减 ,主要温度和Y方法的热发生形变量名是是可以削减的态势 。是因为导轨的热发生形变量名大 , 所以说 ,要有合情合理的诜择互流板换因子和讲给谏度 ,导致合理有效的是可以削减热发生形变和温度 。
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 。
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