龍門加工中心橫梁系統(tǒng)影響導軌熱變形的主要因素
影響導軌熱變形的主要因素由于導軌變形影響機床的加工精度，改善導軌的熱變形影響將對機床性能改善 非常重要。首先探討影響導軌變形的主要因素，上一節(jié)通過穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)溫度場分析 了導軌的熱變形，但分析時導軌的進給速度和對流換熱系數(shù)等均設為定值，而實際工況下，這些參數(shù)都在變化。所以，由表5-4得到不同的進給速度和不同的對流換 熱系數(shù)對導軌熱變形的影響，進而提出減少橫梁系統(tǒng)變形的有效方法。表5-4不同的進給速度和對流換熱系數(shù)對導軌最高溫度和Y方向熱變形的影響 進給速度 對流換熱系數(shù) 最高溫度 Y方向的變形量 m/min w/(m2-°C) °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 由圖5-16, 5-17可知，進給速度和對流換熱系數(shù)對導軌的最大溫升和熱變形量 有不同的影響。當進給速度不變時，隨著對流換熱系數(shù)增大，最大溫升和Y方向的 熱變形量是減少的趨勢。因此，增加對流系數(shù)有利于減少橫梁導軌的熱變形量，從 而提高加工精度；通過對比圖表中數(shù)據(jù)可知，采用合適的冷卻方式，增大對流系數(shù)， 可以明顯的減少熱變形和溫升。但是當對流換熱系數(shù)增加到一定值的時候，其值得 增加對最大溫升和Y方向的熱變量影響不明顯；當對流換熱系數(shù)不變時，隨著進給 速度增大，最大溫升和Y方向的熱變形量是增大的趨勢。由于導軌的熱變形量較大， 所以，需要合理的詵擇對流換熱系數(shù)和講給諫度，從而有效的減少熱變形和溫升。5.5本章小結本章首先建立橫梁導軌的有限元模型，并對其進行靜態(tài)分析和補償，得到變形 曲線和補償曲線。在此基礎上對導軌進行熱分析，得到穩(wěn)態(tài)溫度場和瞬態(tài)溫度場， 并將熱分析結果與靜態(tài)分析結果對比，發(fā)現(xiàn)溫度場變化引起的熱變形對于橫梁系統(tǒng) 變形的影響不能忽略，并且導軌溫度場對結構性能影響較大，熱變形產(chǎn)生的誤差應 該是加工中需要考慮的誤差。最后，分析影響導軌變形的因素，通過合理的選擇對 流換熱系數(shù)和進給速度，從而有效的減少熱變形和溫升，減少加工過程中的誤差， 提高加工精度。