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东莞大型数控车床的热变形成因分析


 东莞大型数控车床产生热变形的主要原因是热源及车床各部分的温差。热源通常包括加工中的切削热、运动副的摩擦热和动力源的发热以及辐射与周围环境等其它外界热源等。此外,车床零件的材料、结构、形状和尺寸的不一致也是产生热变形的重要因素。
 一、辐射与周围环境等其它外界热源
 东莞大型数控车床受到日光的照射通常是单面的或局部的,故在照射部分与未经照射的部分之间出现温度的差异,致使车床产生变形。周围环境的温度,则随气温及昼夜温度的变化而变化,通过空气对流使车床及工件的温度也发生变化,不仅对车床的精度有一定的影响,而且影响零件的加工精度。例如,在精滚大直径的斜齿轮时,要经几昼夜的连续加工,昼夜温差将引起齿轮齿表面的波纹度误差。
 二、切削热
 在金属切削过程中,由机械能变为被切削材料的变形能,从而产生大量的热量,产生热量的大小主要取决于被切削材料的性质及切削用量的大小。切削产生的热量主要通过传热分配到刀具、工件和切屑,它们之间按照一定的比例关系分配热量。对于不同的加工种类,其切削热的计算与分配也各不相同。
 三、运动副的摩擦热和动力源的发热
 车床有各种运动副,如主轴部件的滚动轴承、工作台与导轨、丝杠与螺母等,运动件之间的相互运动产生摩擦力,从而引起摩擦热而形成热源。电机本身的发热和液压系统的发热,也成为车床某一部件的发热源。现代车床的传动结构,尤其是数控车床已经被大大简化,主轴部件已成为影响车床热变形的主要部分,而主轴部件的主要热源来自于主轴轴承的发热。
 东莞大型数控车床是以数字化制造技术为中心的机电一体化机床,通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其它辅佐系统组成,大致上可分为数控车床、数控铣床、加工中心等16大种类。在“十二五”方案中,明确提出了关键展开高端装备制造业的信息化、自动化、智能化水平,而这明显离不开精密机床工作的有力支撑。

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