熱變形產(chǎn)生的原因

 

　　在龍門(mén)高速銑的加工過(guò)程中，切削熱是導(dǎo)致熱變形的主要因素之一。切削速度、進(jìn)給量和切削深度等切削參數(shù)的不合理設(shè)置會(huì)使切削區(qū)產(chǎn)生大量熱量，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)床部件和工件的溫度升高，產(chǎn)生熱變形。此外，機(jī)床內(nèi)部的熱源，如主軸、電機(jī)等部件的發(fā)熱，也會(huì)對(duì)熱變形產(chǎn)生影響。

 

　　熱變形控制的方法

 

　　優(yōu)化切削參數(shù)

 

　　通過(guò)合理設(shè)置切削參數(shù)，可以有效控制切削熱的產(chǎn)生。例如，對(duì)于鋁合金等高熱導(dǎo)率材料，切削速度宜設(shè)定在300-500m/min區(qū)間；對(duì)于高溫合金等難加工材料，需將速度限定在100-180m/min以抑制熱積累。此外，采用“粗加工-半精加工-精加工”三段式進(jìn)給策略，精加工階段進(jìn)給量通常不超過(guò)0.1mm/r，以減少單位時(shí)間內(nèi)的熱生成量。

 

　　改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

 

　　在機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，采用對(duì)稱(chēng)布局可以有效減少熱變形的影響。例如，采用對(duì)稱(chēng)的雙立柱、封閉、龍門(mén)布局等結(jié)構(gòu)，可以使機(jī)床各部件的溫度分布更加均勻。此外，主軸箱的改進(jìn)也至關(guān)重要，應(yīng)盡量使主軸的熱變形發(fā)生在刀具切入的垂直方向上，以減少熱變形對(duì)加工直徑的影響。

 

　　加強(qiáng)冷卻與溫控措施

 

　　在冷卻方面，可以采用多種方式來(lái)降低機(jī)床部件的溫度。例如，在主軸箱、導(dǎo)軌等發(fā)熱部位安裝冷卻裝置，如冷卻水套、恒溫油循環(huán)系統(tǒng)等，以控制溫升。對(duì)于絲杠等關(guān)鍵部件，采用中空結(jié)構(gòu)并通入恒溫冷卻液，可以有效抑制絲杠的熱延伸。此外，還可以通過(guò)供給大量恒溫流體來(lái)穩(wěn)定機(jī)床構(gòu)件的溫度場(chǎng)均勻，控制局部熱變形。

 

　　實(shí)施智能監(jiān)測(cè)與補(bǔ)償

 

　　隨著工業(yè)4.0技術(shù)的發(fā)展，智能監(jiān)測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)在熱變形控制中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。通過(guò)在切削區(qū)安裝紅外熱像儀、應(yīng)變片傳感器等多源傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度場(chǎng)和變形量數(shù)據(jù)。當(dāng)監(jiān)測(cè)到變形量超過(guò)一定閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行補(bǔ)償機(jī)制，如動(dòng)態(tài)調(diào)整切削速度、增加冷卻液流量等。