Свържете се с нас
TEL: + 86-574-62735995
Електронна поща: sales@syil.com.cn
Адрес: # 20 GaoFan Road, Xiaodong промишлена зона, Yuyao Сити, Zhejiang, Китай.
Начало > Новини > Съдържание
Разликата между различната температура и точността на NC машината
Aug 07, 2017

2017-08-04 · · CNC China Forum 0 в крак с темата

Машината се влияе от промяната на температурата на работната среда, нагряването на двигателя и триенето на механичното движение, топлината на рязане и влиянието на охлаждащата среда, което води до неравномерно покачване на температурата на машината Части, което води до промяна на прецизността на формата на машината и точността на обработката.


Например, в обща прецизна CNC фрезова машина за обработка на 70 мм × 1650 мм винт, 7: 30-9: 00 AM фрезоване на детайла и следобед 2: 00-3: 30 в сравнение с детайла, кумулативната грешка се променя до 85 метра. При постоянни температурни условия грешката може да бъде намалена до 40 метра.


Друг пример е двустранно шлайфане с дебелина от 0.6 ~ 3.5 мм дебел стоманен ламаринен детайл за обработка на детайли, при приемане на обработка от 200 мм х 25 мм х 1.08 мм стоманен детайл може да постигне мм точност на размерите, пълна дължина по-малко от 5 м. Но непрекъснато автоматично смилане 1h, размерът на диапазона се увеличава до 12 метра, температурата на охлаждащата течност от 17 ℃ при обувка до 45 ℃. Благодарение на удара на топлинната мелница, което води до удължаване на вала на шпиндела, размерът на хлабината на предния лагер се увеличава. Съответно, за резервоара на охладителя на машината, който да добави охладител с мощност 5.5kW, ефектът е много задоволителен.


Практиката доказва, че деформацията на машината след нагряване е важна причина за точността на обработката. Но машината е в средата, където температурата се променя навсякъде; Самата машина в работата неизбежно ще консумира енергия, значителна част от тази енергия ще се превърне в топлина по различни начини, причинявайки физически промени в машинните компоненти, тази промяна, защото Различни форми на структура, материални различия и други причини варира в широки граници. Проектантите на машините трябва да възприемат механизма за формиране на горещо и температурно разпределение, да предприемат подходящи мерки, за да направят топлинната деформация на точността на обработката, за да се сведе до минимум въздействието.


Първо, температурата на машината и разпределението на температурата


Същото време като


1, естествени климатични ефекти


Китай е огромен, по-голямата част от региона в субтропичните райони, температурните промени през годината, температурната разлика в рамките на един ден не е еднаква. По този начин хората на закрито (като работилница) температурата на пътя и степента на интервенция са различни, температурата около атмосферата на машината се различава значително.


Например районът на река Яндзъ Делта регионален температурен диапазон от около 45 ℃, дневна и нощна температурна промяна от около 5 ~ 12 ℃. Машинната работилна машина обикновено няма отопление през зимата, няма климатик през лятото, но докато сервизната вентилация е по-добра, температурният градиент на машинния магазин не се променя. Докато в североизточния регион, сезонните температурни разлики до 60 ℃, ден и нощ промени от около 8 ~ 15 ℃. Всяка година в края на октомври до началото на април следващата година за отоплителния период, машинната работилница за отопление, циркулация на въздуха. Вътре и извън работната температура температурна разлика до 50 ℃. Ето защо температурният градиент в работилницата е много сложен, външната температура е 1.5 ℃, времето е 8: 15-8: 35, температурните промени в сервиза са около 3.5 ℃. Точността на прецизните машини в такава работилница е засегната от температурата на околната среда ще бъде страхотна.


2, влиянието на околната среда


Машинната среда е околната среда около машината в широк диапазон от формирането на топлинната среда. Те включват следните три аспекта.


(1) сервизен микроклимат: като разпределение на температурата в цеха (вертикална посока, хоризонтално направление). Когато денят и нощта се редуват или климата и вентилацията се променят, когато температурата в работилницата ще доведе до бавна промяна.


(2) Източник топлина цех: като слънчева радиация, отоплителна техника и висока мощност осветление, като радиация, те са по-близо до машината може да бъде дълго време пряко засяга машината като цяло или част от повишаването на температурата. Топлината, генерирана от прилежащото оборудване по време на работа, ще повлияе на повишаването на температурата на машината чрез излъчване или въздушен поток.


(3) топлина: основата има по-добро разсейване на топлината, особено основата на машината за точност не трябва да е близо до подземната отоплителна тръба, след като изтичането на разкъсване може да бъде трудно да се намери причина за източника на топлина; Отворен работилница ще бъде добър "Радиатор", благоприятства за температурния баланс на цеха.


(4) постоянна температура: цехът да се вземат постоянни температурни съоръжения на прецизни машинни инструменти за поддържане на точност и точност на обработка е много ефективен, но консумацията на енергия.


3, вътрешните топлинни фактори на машината


Същото време като


(1) машинен структурен източник на топлина. Моторната топлина, като двигател на шпиндела, захранващ серво мотор, двигател на охлаждащата смазочна помпа, електрическа кутия за управление и т.н., може да произведе топлина. Тези условия са допустими за самия мотор, но има значителни неблагоприятни ефекти върху компоненти като шпиндели и винтове с топки и трябва да се вземат мерки за тяхното изолиране. Когато входящият електрически задвижващ мотор работи, повечето от него се превръщат в кинетична енергия, като въртене на шпиндела, движение на масата и т.н., с изключение на малка част (около 20%), преобразувана в топлинна енергия на двигателя; Но все още има значителна част в хода на движението в триене отопление, като лагери, релси, топки винтове и предавателни кутии и други институции треска.


(2) процеса на рязане на топлината. По време на процеса на рязане, част от кинетичната енергия на инструмента или детайла се изразходва от режещите работи и значителна част от деформацията на режещия инструмент и триенето между чипа и инструмента, образуването на инструмента, Вретеното и топлината на обработвания детайл, както и голям брой чипове топлинна проводимост към уреда за маса и други компоненти. Те директно ще повлияят на относителната позиция между инструмента и обработвания детайл.


(3) охлаждане. Охлаждането е обратна мярка за повишаване на температурата на машината, като охлаждане на двигателя, охлаждане на механизма на шпиндела и охлаждане на основата. Машините от висок клас често се оборудват с електрически охладител за управление, за да бъдат принудени да се охладят.


4, въздействието на структурата на машината върху повишаването на температурата


В областта на термичната деформация на машината, за да се обсъди структурата на структурата на машината, обикновено се отнася до структурата, разпределението на качеството, свойствата на материалите и разпределението на топлината и други въпроси. Структурата влияе върху температурното разпределение на машината, посоката на топлинната проводимост, посоката на топлинната деформация и съвпадението.


(1) структурата на машината. В цялостната структура, машината има вертикална, хоризонтална, портална и конзолна и т.н., за топлоотдаване и стабилност са съвсем различни. Например, скоростта на скоростната кутия на струг може да бъде до 35 ℃, така че края на вдигане на вретеното, топлинен баланс време да бъде около 2 часа. Центърът за прецизно обработване на фрезова машина с наклонен слой, машината има стабилна основа. Значително подобряване на твърдостта на машината, на шпиндела с помощта на серво моторно задвижване, премахване на предавката част от повишаването на температурата обикновено е по-малко от 15 ℃.


(2) ефектът от разпределението на топлината. Машината обикновено се счита, че топлинният източник се отнася до двигателя. Такива като шпиндел двигатели, захранващи мотори и хидравлични системи, не е завършена. Топлината на двигателя е само в товара, сегашната консумация в импеданса на котвата на енергията и значителна част от енергията, консумирана в лагерите, винтовете и релсите, както и други институции, причинени от трескава треска. Така че моторът може да се нарече източник на топлина, лагерите, гайките, релсите и чиповете, които се наричат вторични източници на топлина. Топлинната деформация е резултат от всички тези източници на топлина.


Повишаване на температурата и деформация на вертикален вертикален център на обработка на колона в посоката на подаване Y. Y не се движи, когато захранването на масата, така че топлинната деформация на X до удара на малките. На колоната, колкото по-далеч от водещия проводник на оста Y, толкова по-малка е повишаването на температурата.


Машината в Z-оста, когато ситуацията е допълнително обяснено разпределение на топлината на топлинна деформация на удара. Z захранване на оста от X до по-нататък, така че термичната деформация на по-малките, колоната от гайката на двигателя на оста Z, по-голямо повишаване на температурата и деформация.


(3) влиянието на масовото разпределение. Влиянието на разпределението на масата върху термичната деформация на машината е трикратно. Първо, се отнася до качеството на размера и концентрацията, обикновено се отнася за промяна на топлинна мощност и топлинна скорост на трансфер, промяна на времето за постигане на топлинен баланс; Второ, чрез промяна на качеството на оформлението, като например оформянето на различни ребра за подобряване на топлинната коравина на конструкцията, в случай на същото повишаване на температурата, да се намали термичната деформация на удара или да се поддържа относително малка деформация; Третата се отнася до качеството на оформлението чрез промяна на формата, като например оформлението на външната структура на плочата за разсейване на топлината, за да се намали покачването на температурата на частите на машината.


(4) въздействието на материалните свойства: различните материали имат различни параметри на топлинната ефективност (специфична топлина, топлинна проводимост и коефициент на линейно разширение), в една и съща топлина под въздействието на повишаването на температурата, деформацията е различна.


Второ, тестът за термична работа на машината


Същото време като


1, предназначението на изпитването за термична ефективност на машината


Ключът за контролиране на термичната деформация на машинния инструмент е да се разберат промените в температурата на околната среда на машината, източника на топлина и температурата на самата машина и отговора на ключовите точки (изместване на деформацията) , Данните или кривата на теста описват термичните характеристики на машината, за да се предприемат контрамерки, да се контролира термичната деформация и да се подобри точността на обработка и ефективността на машината. По-специално следва да бъдат постигнати следните цели:


(1) машинната среда около теста за околната среда. Измерване на температурната среда в работилницата, нейния градиент на пространствената температура, промените в температурното разпределение през деня и нощта и дори ефекта от сезонното отклонение върху температурното разпределение около машината.


(2) изпробват термалните характеристики на самата машина. Доколкото е възможно да се изключат условията за влияние върху околната среда, така че машината да е в различни условия на работа, за да се измери важната точка на самата машина, температурните промени, промените в изместването се записват в достатъчно дълъг период от време на температурни промени и ключ Точки на изместване, също така Инфрачервеният профил може да се използва за отчитане на топлинното разпределение за всеки период от време.


(3) процесът на тестване на температурата и топлинното изкривяване, за определяне на топлинната деформация на машината върху точността на процеса.


(4) Горният тест може да натрупа голям брой данни, криви, ще предостави надежден критерий за конструкцията на машината и потребителския контрол на топлинната деформация, посочвайки посоката на вземане на ефективни мерки.


2, принципът на термична деформация тестване машина


Тестът за топлинна деформация трябва първо да измери температурата на редица свързани точки, включително следните аспекти:


(1) източник на топлина: включително различни части на захранващия мотор, шпинделов мотор, задвижване с винтови втулки, релса, вретенови лагери.


(2) Спомагателни устройства: включително хидравлична система, хладилник, система за откриване на охлаждане и смазване.


(3) механична конструкция: включваща легло, основа, скейтборд, колонка и фрезова глава и шпиндел.


Индийска стоманена греда се захваната между въртящата се маса и въртящата се маса и петте сензора за контакт са разположени в посоките X, Y и Z и интегрираната деформация в различни състояния се измерва, за да се симулира относителното изместване между инструмента и заготовката Най-


3, анализ на обработката на данни от изпитвания


Изпитването за термична деформация на машината трябва да се извършва в продължителен продължителен период от време, непрекъснато записване на данните, след анализ и обработка, характеристиките на топлинното изкривяване на високата надеждност. Ако грешката се премахне от няколко теста, показаната редовност е достоверна.


В теста за термична деформация на шпинделната система има пет точки на измерване, където точка 1 и точка 2 са в края на шпиндела и близо до лагера на шпиндела. Точки 4 и 5 са разположени в близост до водача за посоката на Z в корпуса на фрезова глава. Времето за тестване продължи 14 часа, при което първите 10-часови обороти на шпиндела в диапазона от 0 ~ 9000 r / min, като алтернативно променливата скорост, започвайки от първите 10 часа, въртенето на спиралата продължава до 9000 r / min висока скорост на въртене. Можете да получите следните изводи:


(1) времето за термично равновесие на шпиндела около 1 час или след това, след равновесно повишаване на температурата в диапазона от 1,5 ℃;


(2) повишаването на температурата основно от шпинделния лагер и двигателя на шпиндела, в нормалния диапазон на скоростта, топлинната ефективност на лагера е добра;


(3) термичната деформация в посоката X е много малка;


(4) Z към телескопичната деформация е по-голяма, около 10 m, е шпиндела на термичното удължение и хлабината, причинени от увеличението;


(5) Когато скоростта е непрекъснато при 9000 r / min, повишаването на температурата се повишава рязко, нараства с около 7 ° C за 2,5 часа и има тенденция да продължи да се покачва. Деформацията на Y и Z достига 29m и 37m, което показва, че шпинделът е Скоростта е 9000r / min не може да бъде стабилна работа, но може да бъде кратко време (20min).


Трето, контролът на топлинната деформация на машината


От горния анализ и дискусия, нарастването на температурата на машината и топлинната деформация на точността на обработка на различни фактори, за да се вземат мерки за контрол, трябва да се възползват от основните противоречия, фокусирайки се върху една или две мерки за постигане на мултиплициращ ефект. В проекта трябва да бъде от четирите посоки: намаляване на топлината, намаляване на повишаването на температурата, структурния баланс, разумно охлаждане.


1, за да се намали температурата


Контролирането на източниците на топлина е основна мярка. В проекта за вземане на мерки за ефективно намаляване на топлината на топлината.


(1) Разумен избор на номиналната мощност на двигателя.


Изходната мощност P на двигателя е равна на произведението на напрежението V и тока I. Като цяло напрежението V е постоянно, така че увеличаването на натоварването означава, че мощността на мотора се увеличава, т.е. съответният ток Аз увеличавам, Поглъщането на топлината в импеданса на котвата се увеличава. Ако двигателят изберем да проектираме дълго време в близко или значително надвишава номиналното състояние на мощността, температурата на двигателя се е увеличила значително. За тази цел главата на машината за фрезоване на иглата BK50 CNC на теста за сравнение (скорост на мотора: 960r / min, околна температура: 12 ° C).


От горепосоченото изпитване се получават следните понятия: от ефективността на източника на топлина, независимо от двигателя на шпиндела или мотора за захранване, изберете номиналната мощност, най-добрият избор от изчислената мощност от около 25% е подходящ при действителна работа, Изходната мощност на двигателя и фазата на натоварване Съответствието, увеличаването на номиналната мощност на двигателя има слаб ефект върху потреблението на енергия. Но може ефективно да намали покачването на температурата на двигателя.


(2) да предприеме подходящи мерки за намаляване на топлината на вторичния източник на топлина, да намали покачването на температурата.


Например: конструкцията на шпиндел структура, трябва да подобри коаксиалността на предните и задни лагери, използването на високо-точни лагери. При възможни условия, сменете плъзгащата релса в праволинейно направляващ водач или използвайте линеен мотор. Тези нови технологии могат ефективно да намалят триенето, да намалят топлината, да намалят повишаването на температурата.


(3) в процеса, използването на високоскоростно рязане. Въз основа на механизма за високоскоростно рязане.


Когато скоростта на металната рязане е по-висока от определен диапазон, металът за рязане е твърде късно, за да се получи пластична деформация, чипът не произвежда деформационна топлина, а рязането на енергия в чипа, кинетичната енергия се отнема най-вече.


2, структурно равновесие, за намаляване на топлинното изкривяване


В машината източникът на топлина винаги е там, а освен това трябва да се съсредоточи върху това как да се отоплява посоката и скоростта на топлината, което води до намаляване на топлинното изкривяване. Или структурата има добра симетрия, така че преносът на топлина по симетрична посока, така че температурното разпределение на еднакви деформации да се компенсират, структура с термичен афинитет.


(1) пресформа и топлинна деформация.


При по-високата скорост на захранващата система често се използват и двата края на фиксиращия винт, за да се образува напрежение преди опън. Тази структура за високоскоростно захранване, в допълнение към подобряването на динамичната и статичната стабилност, намалява грешката при термична деформация.


В цялата дължина от 600 мм в предварително разтеглената 35 м аксиална фиксирана структура при различна скорост на подаване, относително близка. Кумулативната грешка на фиксираната предварително опъната структура в двата края е очевидно по-малка от тази на фиксирания край с единичен край. В аксиалната фиксирана предварително опъната структура в двата края повишаването на температурата, причинено от топлината, е основно за промяна на напрежението в винтовия винт от напрежение на опън до нулево напрежение или напрежение при натиск. Така че влиянието върху точността на изместване е малко.


(2) промяна на структурата, промяна на посоката на термична деформация.


Използването на различни аксиални фиксирани структури с винтово завиване на CNC фрезовата машина за фрезоване на шлицовите зъбни колела Z отклонява изискванията за обработка на грешката на дълбочината на браздата на фреза 5 м. Използвайки долния край на аксиалната плаваща конструкция на винта, в рамките на 2 часа обработка, дълбочината на жлеба постепенно се задълбочи от 0 до 0.045 mm. Обратно, използването на винт върху горната част на плаващата конструкция може да гарантира, че дълбочината на жлеба се променя.


(3) симетрията на геометрията на структурата на машината може да направи топлинната деформация една и съща, така че върхът на отклонението да се сведе до минимум.


Например, Япония Yasuda (Yasda) прецизен инструмент компания стартира YMC430 микро-обработка