Чего механической обработке влияние температуры на точности в CNC подвергает?
Деформация при нагреве одна из причин которые влияют на подвергая механической обработке точность. Механический инструмент повлиян на изменением температуры окружающей среды мастерской, топлением мотора и трения механического движения, режа жарой и охлаждая средством, приводящ в неровном повышении температуры каждой из частей механического инструмента, приводящ в изменении точности формы и подвергая механической обработке точности механического инструмента. Например, 70mm обработаны на обычном × филировальной машины CNC точности для винта 1650mm, кумулятивная ошибка workpieces филированных от 7:30 к 9:00 в утре могут достигнуть 85m сравненное с workpieces обрабатываемыми от 2:00 к 3:30 после обеда. Но под температуру постоянного, ошибку можно уменьшить до 40m.
Другой пример шлифовальный станок конца двойника точности используемый для двойной молоть конца workpieces стального листа 0.6-3.5mm толстых тонких, которые могут обрабатывать 200mm во время × × 25mm принятия 1.08mm workpiece стального листа может достигнуть габаритную точность mm, и гнуть степень чем 5m во всей длине. Однако, после того как непрерывный автоматический молоть для 1h, ряд изменения размера увеличил до 12M, и температура хладоагента увеличил от ℃ 17 на запуске к ℃ 45. Должный к влиянию меля жары, вытягивать главный журнал вала и увеличен зазор переднего подшипника главного вала. Поэтому, холодильник 5.5kW добавлен к танку хладоагента механического инструмента, и влияние очень идеально. Было доказано что деформация механического инструмента после нагревать важный фактор влияя на подвергая механической обработке точность. Однако, механический инструмент в окружающей среде где изменения температуры в любое время; Механический инструмент сам неизбежно уничтожит энергию при работе, и значительная часть этой энергии будет преобразована в жару в различных путях, приводящ в физических изменениях различных компонентов механического инструмента. Такие изменения меняют значительно должное к различным структурным формам и материалам. Дизайнеры механического инструмента должны управлять законом механизма и распределения по температурам образования жары и принимать соответствуя измерениями уменьшить влияние деформации при нагреве на подвергая механической обработке точности к Z.
Подвергать механической обработке CNC
Повышение температуры и распределение по температурам механических инструментов и естественного климата повлиять на территорию Китая обширную. Большинство областей расположена в субтропических областях. Температура меняет значительно в течение года и разница в температуры во дне также другая. Поэтому, путь и степень интервенции людей на крытой (как мастерская) температуре также другие, и атмосфера температуры вокруг механического инструмента меняет значительно. Например, сезонный ряд изменения температуры в перепаде Рекы Янцзы ℃ около 45, и суточный ход температуры ℃ около 5-12. Вообще, подвергая механической обработке мастерская не имеет никакое топление в зиме и никакое кондиционирование воздуха в лете. Однако, покуда мастерская хорошо провентилирована, температурный градиент подвергая механической обработке мастерской не изменяет много. В северо-восточном Китае, сезонная разница в температуры может достигнуть ℃ 60, и суточное изменение ℃ около 8-15. Нагревая период с в конце октября до в начале апреля следующего года. Подвергая механической обработке мастерская конструирована с топлением и недостаточной циркуляцией воздуха. Разница в температуры внутри и вне мастерской может достигнуть ℃ 50. Поэтому, температурный градиент в мастерской в зиме очень сложен. Во время измерения, на открытом воздухе температура ℃ 1,5, время 8:15 - 8:35 в утре, и изменение температуры в мастерской ℃ около 3,5. Подвергая механической обработке точность механических инструментов точности значительно будет повлияна на температурой окружающей среды в такой мастерской.
Влияние окружая окружающей среды окружающая окружающая среда механического инструмента ссылается на термальную окружающую среду сформированную различными планами в пределах вблизи механического инструмента.
Они включают следующие 4 аспекта:
1) микроклимат мастерской: как распределение по температурам в мастерской (вертикальное направление и горизонтальное направление). Когда все время изменение других или климата и вентиляции, температура мастерской изменит медленно.
2) тепловые источники мастерской: как солнечное излучение, радиация оборудования топления и высокомощного освещения, etc. когда они близко к механическому инструменту, они могут сразу повлиять на повышение температуры целого или части механического инструмента в течение длительного времени. Жара произведенная смежным оборудованием во время деятельности повлияет на повышение температуры механического инструмента в форме радиации или воздушных потоков.
3) тепловыделение: учреждение имеет хорошее влияние тепловыделения, особенно учреждение механических инструментов точности не должно быть близко к подземной кипятильной трубе. Как только оно ломает и протекает, может стать тепловым источником который труден для обнаружения причины; Открытая мастерская будет хорошим «радиатором», который благоприятен к балансу температуры в мастерской.
4) температура постоянного: объекты температуры постоянного принятые в мастерской очень эффективны в поддержании точности и обработке точности механических инструментов точности, но энергопотребление большое.
3. Внутренние термальные факторы влияния механического инструмента
1) механический инструмент структурный тепловой источник. Топление мотора как мотор шпинделя, мотор сервопривода питания, охлаждая и смазывая мотор насоса и электрический распределительный ящик может произвести жару. Учитывают этим условиям мотор самого, но они имеют значительные отрицательные влияния на главном вале, винте шарика и других компонентах, и будут приняты измерения изолировать их. Когда энергия входного сигнала электрическая будет управлять мотором для бега, за исключением того, что небольшая часть (около 20%) будет преобразована в тепловую энергию мотора, больше всего преобразует в кинетическую энергию механизмом движения, как вращение главного вала и движения верстака; Однако, неизбежно что значительная часть жары будет преобразована в жару трением во время движения, как жара подшипников, ведущих брусьев, винтов шарика и коробок передачи.
2) Режа жара процесса. Во время режа процесса, часть кинетической энергии инструмента или workpiece уничтожены режа работой, и значительная часть преобразована в энергию деформации вырезывания и жару трением между обломоком и инструментом, формируя жару инструмента, шпиндель и workpiece, и большое количество жары обломока передана приспособлению worktable и другим частям механического инструмента. Они сразу повлияют на относительное положение между инструментом и workpiece.
3) Охлаждать. Охлаждать обратное измерение против повышения температуры механического инструмента, как мотор охлаждая, компонент шпинделя охлаждая и основной структурный охлаждая компонента. Механические инструменты верхнего сегмента часто оборудованы с холодильниками для принудительного охлаждения.
4. Влияние структурной формы механического инструмента на повышении температуры в поле деформации при нагреве механического инструмента, структурная форма механического инструмента обычно ссылается на структурную форму, распределение массы, материальное представление и распределение теплового источника. Форма структуры влияет на распределение по температурам, направление кондукции жары, направление деформации при нагреве и соответствовать механического инструмента.
1) Структурная форма механического инструмента. По отоношению к общей структуре, механические инструменты вертикальные, горизонтальные, порталы и консольные, etc., которые имеют большие разницы в термальных ответе и стабильности. Например, повышение температуры главной коробки оси токарного станка скорости шестерни может быть как высоко как ℃ 35, так, что основной конец вала будет поднят вверх, и потребности времени теплового баланса о 2H. Для центра поворачивая и филировальной машины точности со склонной кроватью, механический инструмент имеет стабилизированное основание. Ригидность всей машины очевидно улучшена. Главный вал управляется мотором сервопривода, и часть передачи шестерни извлечется. Повышение температуры вообще чем ℃ 15.
2) влияние распределения теплового источника. Оно вообще принимать что тепловой источник ссылается на мотор на механическом инструменте. Например, мотор шпинделя, мотор питания и гидравлическая система не закончены. Топление мотора только энергия уничтоженная течением на импедансе armature когда носить нагрузку, и значительную часть энергии уничтожен топлением причиненным работой трением подшипника, гайки винта, ведущего бруса и других механизмов. Поэтому, мотор можно вызвать первичным тепловым источником, и подшипник, гайку, ведущий брус и обломок можно вызвать вторичным тепловым источником. Деформация при нагреве результат всестороннего влияния всех этих тепловых источников. Повышение температуры и деформация вертикального подвергая механической обработке центра с передвижными столбцами во время движения y-направления питаясь. Верстак не двигает когда питаться в направлении y, поэтому ем имеет меньшее влияние на деформации при нагреве в направлении x. На столбце, далекое далеко от направляющего винта Y-osи, небольшой повышение температуры. Когда машина двигает вдоль z-оси, влияние распределения теплового источника на деформации при нагреве более добавочно объяснено. Питание z-оси дальше далеко от x-направления, поэтому деформация при нагреве имеет меньше влияния. Ближе гайка мотора z-оси к столбцу, большой повышение температуры и деформация.
3) Влияние распределения массы. Влияние распределения массы на деформации при нагреве механических инструментов имеет 3 аспекта. Во-первых, оно ссылается на размер и концентрация массы, обычно ссылается на изменение теплоемкости и скорости передачи тепла, и изменение времени достигнуть тепловой баланс
、 2 путем изменение формы расположения массы, как расположение различных нервюр, термальная жесткость структуры можно улучшить, и под такое же повышение температуры, влияние деформации при нагреве можно уменьшить или относительную деформацию можно держать небольшой;
В-третьих, оно значит уменьшить повышение температуры частей механического инструмента путем изменение формы массового расположения, как аранжировать нервюры тепловыделения вне структуры.
Влияние материальных свойств: различные материалы имеют различные термальные рабочие параметры (специфическую жару, термальную проводимость и линейный коэффициент расширения). Под влиянием такой же жары, их повышение температуры и деформация другие. Испытывать термального представления механических инструментов
1. Цель термальной проверки технических характеристик механического инструмента контролировать деформацию при нагреве механического инструмента. Ключ полно понять изменение температуры окружающей среды механического инструмента, теплового источника и изменения температуры механического инструмента и ответ (смещение деформации) узловых пунктов через термальный характерный тест. Проверки данных или кривые описывают термальные характеристики механического инструмента, так, что противосредства можно принять для того чтобы контролировать деформацию при нагреве и улучшать подвергая механической обработке точность и эффективность механического инструмента.
Специфически, следующие задачи должны быть достиганы:
1) тест окружающая окружающая среда механического инструмента. Измерьте окружающую среду температуры в мастерской, своем пространственном температурном градиенте, изменении распределения по температурам в перемежении все время, и даже влиянии сезонного изменения на распределении по температурам вокруг механического инструмента.
2) Термальный характерный тест сам механического инструмента. Под условием исключать экологическое взаимодействие как можно больше, механический инструмент будет сдержан в различных работая государствах для того чтобы измерить изменение температуры самого и смещения изменение важных аспектов механического инструмента, и записать изменение температуры и смещение узловых пунктов в пределах длиной достаточный период времени. Ультракрасный термальный метр участка можно также использовать для того чтобы записать термальное распределение каждый раз период.
3) повышение температуры и деформация при нагреве измерены во время подвергая механической обработке процесса для того чтобы судить влияние деформации при нагреве механического инструмента на точности подвергая механической обработке процесса.
4) вышеуказанные тесты могут аккумулировать большое количество данные и кривых, которые обеспечат надежные критерии для дизайна механического инструмента и управления потребителя деформации при нагреве, и указывают вне направление принимать действенные меры.
2. Принципу теста деформации при нагреве теста деформации при нагреве механического инструмента сперва нужно измерить температуру нескольких уместных пунктов, включая следующие аспекты:
1) тепловой источник: включая мотор питания каждой из частей, мотор шпинделя, пары привода винта шарика, ведущий брус и подшипник шпинделя.
2) вспомогательные приборы: включая систему обнаружения смещения гидравлической системы, холодильника, охлаждать и смазки.
3) механическая структура: включая кровать машины, основание, плиту скольжения, столбец, филируя напорный ящик и шпиндель. Стержневой калибр индия стальной зажат между шпинделем и роторной таблицей. Аранжированы, что в x, y и направлениях z измеряют 5 датчиков контакта всестороннюю деформацию под различными условиями для того чтобы сымитировать относительное смещение между инструментом и workpiece.
3. преобразование данных и анализ теста тест деформации при нагреве механического инструмента будут унесены в длинном непрерывном времени, и запись непрерывных данных будет унесена. После анализа и обработки, отраженные характеристики деформации при нагреве сильно надежны. Если ошибка исключена через множественные тесты, то показанная закономерность заслуживающа доверия. 5 измеряя пунктов в тесте деформации при нагреве системы шпинделя, чего пункт 1 и пункт 2 в конце шпинделя и около подшипника шпинделя, и указывают 4 и указывают 5 соответственно на филируя снабжении жилищем головы около ведущего бруса z-направления. Время теста продолжало для 14h, в котором скорость вращения главного вала в первом 10h чередовалась внутри ряд 0-9000r/MIN. от 10th h, главный вал продолжалось вращать на высокой скорости 9000r/MIN.
Следующие заключения можно нарисовать:
1) термальное время баланса шпинделя о 1H, и ряде повышения температуры после того как баланс ℃ 1,5;
2) повышение температуры главным образом приходит от главного подшипника вала и главного мотора вала. Внутри ряд нормальной скорости, подшипник имеет хорошее термальное представление;
3) деформация при нагреве имеет меньшее влияние на x направлении;
4) деформация расширения z-направления большая, о 10m, которая причинена термальным расширением главного вала и ростом зазора в подшипнике;
5) Когда скорость вращения сдержана на 9000r/минуте, повышение температуры поднимает остро, поднимающ остро ℃ около 7 в пределах 2.5h, и тенденция продолжать поднять. Деформация в направлении y и направлении z достигает 29m и 37m, показывающ что главный вал может больше не не работать стабилизированно на скорости вращения 9000r/минуты, но может работать в короткий срок (20min). Контроль деформации при нагреве механического инструмента проанализирован и обсужен выше. Повышение температуры и деформация при нагреве механического инструмента имеют различные факторы влияния на подвергая механической обработке точности. Принимая контрольные измерения, мы должны схватить основные несоответствие и фокус на принимать один или два измерение достигать дважды результата с половиной усилия. Дизайн должен начать от 4 направлений: уменьшающ тепловыделение, уменьшающ повышение температуры, балансируя структуру и разумный охлаждать.
1. Уменьшающ тепловой источник тепловыделения и контролировать основные измерения. В дизайне, будут приняты измерения эффектно уменьшить тепловыделение теплового источника.
1) разумно отборный расклассифицированная сила мотора. Сила p выхода мотора равна к продукту напряжения тока v и настоящее I. вообще, напряжение тока v постоянн. Поэтому, рост нагрузки значит что сила повышений мотора, т.е., соответствуя течение выхода я также повышения, и жара уничтоженная течением в повышениях импеданса armature. Если мотор, то мы конструировали и выбрали работы близко или значительно превышаем расклассифицированную силу в течение длительного времени, повышение температуры мотора очевидно увеличит. Поэтому, сравнительное испытание было унесено на филируя голове филировальной машины слота иглы численного контроля bk50 (скорости мотора: 960r/минута; температура окружающей среды: ℃ 12). Следующие концепции получены от вышеуказанных тестов: принимая во внимание представление теплового источника, выбирая расклассифицированную силу мотора шпинделя или мотора питания, соотвествующее выбрать около 25% более высокое чем высчитанная сила. В фактической деятельности, сила выхода спичек мотора нагрузка, и увеличение расклассифицированной силы мотора имеет меньший удар по энергопотреблению. Но повышение температуры мотора можно эффектно уменьшить.