龙门加工中心横梁系统影响导轨热变形的主要因素


 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/(m2C)

°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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