¿Qué el efecto de la temperatura sobre exactitud en el CNC está trabajando a máquina?
La deformación termal es una de las razones que afectan a la exactitud que trabaja a máquina. La máquina-herramienta es afectada por el cambio de la temperatura del ambiente del taller, la calefacción del motor y de la fricción del movimiento mecánico, el calor que corta y el medio de enfriamiento, dando por resultado la subida desigual de la temperatura de cada pieza de la máquina-herramienta, dando por resultado el cambio de la exactitud de la forma y de la exactitud que trabaja a máquina de la máquina-herramienta. Por ejemplo, 70m m se procesa en un × ordinario de la fresadora del CNC de la precisión para el tornillo de 1650m m, el error acumulativo de objetos molidos a partir de 7:30 al 9:00 por la mañana pueden alcanzar los 85m comparados con los objetos procesados a partir de 2:00 al 3:30 por la tarde. Pero bajo temperatura constante, el error se puede reducir hasta los 40m.
Otro ejemplo es una máquina de pulir del extremo del doble de la precisión usada para el pulido doble del final de los objetos finos gruesos de la hoja de acero de 0.6-3.5m m, que pueden procesar 200m m a la hora de × del × 25m m de la aceptación 1.08m m que el objeto de la hoja de acero puede alcanzar la exactitud dimensional del milímetro, y el grado de doblez es menos de los 5m en la longitud entera. Sin embargo, después de que el pulido automático continuo para 1h, la gama del cambio del tamaño aumentara hasta el 12M, y la temperatura del líquido refrigerador aumentó a partir del ℃ el 17 en el inicio al ℃ 45. Debido a la influencia del calor de pulido, se alarga el diario principal del eje y la liquidación del rodamiento delantero del eje principal se aumenta. Por lo tanto, un refrigerador 5.5kW se añade al tanque del líquido refrigerador de la máquina-herramienta, y el efecto es muy ideal. Se ha probado que la deformación de la máquina-herramienta después de calentar es un factor importante que afecta a exactitud que trabaja a máquina. Sin embargo, está en un ambiente donde la máquina-herramienta los cambios de temperatura en cualquier momento; La máquina-herramienta sí mismo consumirá inevitable energía al trabajar, y una considerable parte de esta energía será convertida en calor en distintas maneras, dando por resultado los cambios físicos de los diversos componentes de la máquina-herramienta. Tales cambios varían grandemente debido a las diversos formas y materiales estructurales. Los diseñadores de la máquina-herramienta deben dominar la ley de distribución del mecanismo y de la temperatura de la formación del calor y tomar medidas de correspondencia para reducir la influencia de la deformación termal en exactitud que trabaja a máquina al Z.
El trabajar a máquina del CNC
La distribución de la subida de la temperatura y de la temperatura de máquinas-herramientas y del clima natural afectar al territorio extenso de China. La mayor parte de las áreas están situadas en áreas subtropicales. La temperatura varía grandemente a lo largo del año y la diferencia de la temperatura en un día es también diferente. Por lo tanto, la manera y el grado de la intervención de la gente en (por ejemplo taller) temperatura interior son también diferentes, y la atmósfera de la temperatura alrededor de la máquina-herramienta varía grandemente. Por ejemplo, la gama estacional del cambio de temperatura en el delta del río Yangzi es el ℃ cerca de 45, y el cambio de temperatura diurnal es el ℃ cerca de 5-12. Generalmente, el taller que trabaja a máquina no tiene ninguna calefacción en invierno y ningún aire acondicionado en verano. Sin embargo, mientras el taller esté bien - ventilado, la pendiente de temperatura del taller que trabaja a máquina no cambia mucho. En China de nordeste, la diferencia estacional de la temperatura puede alcanzar el ℃ 60, y la variación diurnal es el ℃ cerca de 8-15. El período de calefacción es a partir de finales de octubre al principios de abril del año siguiente. El taller que trabaja a máquina se diseña con la calefacción y la circulación de aire escasa. La diferencia de la temperatura dentro y fuera del taller puede alcanzar el ℃ 50. Por lo tanto, la pendiente de temperatura en el taller en invierno es muy compleja. Durante la medida, la temperatura al aire libre es el ℃ 1,5, el tiempo es 8:15 - el 8:35 por la mañana, y el cambio de temperatura en el taller es el ℃ cerca de 3,5. La exactitud que trabaja a máquina de las máquinas-herramientas de la precisión será afectada grandemente por la temperatura ambiente en tal taller.
La influencia del ambiente de alrededor el ambiente circundante de la máquina-herramienta refiere al ambiente termal formado por las diversas disposiciones dentro de la gama cercana de la máquina-herramienta.
Incluyen los cuatro aspectos siguientes:
1) microclima del taller: por ejemplo la distribución de la temperatura en el taller (dirección vertical y dirección horizontal). Cuando día y noche del clima y de la ventilación el cambio alterno o, la temperatura del taller cambiará lentamente.
2) fuentes de calor del taller: por ejemplo la radiación solar, la radiación del equipo de calefacción y de la iluminación de alta potencia, el etc. cuando están cercanos a la máquina-herramienta, pueden afectar directamente a la subida de la temperatura del conjunto o de la pieza de la máquina-herramienta durante mucho tiempo. El calor generado por el equipo adyacente durante la operación afectará a la subida de la temperatura de la máquina-herramienta bajo la forma de radiación o flujo de aire.
3) disipación de calor: la fundación tiene un buen efecto de la disipación de calor, especialmente la fundación de las máquinas-herramientas de la precisión no debe estar cercana al tubo de calefacción subterráneo. Una vez que se rompe y se escapa, puede convertirse en una fuente de calor que es difícil encontrar la causa; El taller abierto será un buen “radiador”, que es conducente al equilibrio de la temperatura en el taller.
4) temperatura constante: las instalaciones de la temperatura constante adoptadas en el taller son muy eficaces en mantener la exactitud y el proceso de la exactitud de las máquinas-herramientas de la precisión, pero el consumo de energía es grande.
3. Factores termales internos de la influencia de máquina-herramienta
1) la máquina-herramienta es una fuente de calor estructural. La calefacción del motor tal como motor del eje, motor servo de la alimentación, refrescando y lubricando el motor de la bomba y la caja de control eléctrica puede generar calor. Estas condiciones se permiten para el motor sí mismo, pero tienen efectos nocivos significativos sobre el eje principal, el tornillo de la bola y otros componentes, y las medidas serán tomadas para aislarlos. Cuando la energía eléctrica de la entrada conduce el motor para correr, salvo que una pequeña parte (el cerca de 20%) será convertida en la energía termal del motor, será convertido más en energía cinética por el mecanismo del movimiento, tal como la rotación del eje principal y del movimiento del banco de trabajo; Sin embargo, es inevitable que una considerable parte del calor será convertida en calor de la fricción durante el movimiento, tal como el calor de transportes, de carriles de guía, de tornillos de la bola y de cajas de la transmisión.
2) Calor que corta del proceso. Durante el proceso que corta, la parte de la energía cinética de la herramienta o el objeto es consumida por el trabajo que corta, y una considerable parte se convierte en la energía de deformación del corte y el calor de la fricción entre el microprocesador y la herramienta, formando el calor de la herramienta, el eje y el objeto, y una gran cantidad de calor del microprocesador se transmite al accesorio de la mesa de trabajo y a otras piezas de la máquina-herramienta. Afectarán directamente a la posición relativa entre la herramienta y el objeto.
3) Enfriamiento. El enfriamiento es una medida reversa contra la subida de la temperatura de la máquina-herramienta, tal como motor que se refresca, componente del eje que se refresca y que se refresca estructural básico del componente. Las máquinas-herramientas de gama alta se equipan a menudo de los refrigeradores para el enfriamiento forzado.
4. La influencia de la forma estructural de máquina-herramienta en la subida de la temperatura del campo de la deformación termal de la máquina-herramienta, la forma estructural de máquina-herramienta refiere generalmente a la forma estructural, a la distribución en masa, al funcionamiento material y a la distribución de la fuente de calor. La forma de la estructura afecta a la distribución de la temperatura, a la dirección de la conducción de calor, a la dirección termal de la deformación y a hacer juego de la máquina-herramienta.
1) La forma estructural de la máquina-herramienta. En términos de estructura total, las máquinas-herramientas son verticales, horizontales, el pórtico y el voladizo, los etc., que tienen grandes diferencias en respuesta y estabilidad termales. Por ejemplo, la subida de la temperatura de la caja de árbol principal de un torno de la velocidad del engranaje puede ser tan alta como el ℃ 35, para levantar el extremo principal del eje para arriba, y las necesidades del tiempo de la balanza de calor sobre 2H. Para el centro de torneado y que muele de la precisión de mecanización con la cama inclinada, la máquina-herramienta tiene una base estable. La rigidez de la máquina entera se mejora obviamente. El eje principal es conducido por un motor servo, y se quita la pieza de la transmisión del engranaje. La subida de la temperatura es generalmente menos del ℃ 15.
2) influencia de la distribución de la fuente de calor. Se considera generalmente que la fuente de calor refiere al motor en la máquina-herramienta. Por ejemplo, el motor del eje, el motor de alimentación y el sistema hydráulico no son completos. La calefacción del motor es solamente la energía consumida por la corriente en la impedancia de la armadura cuando llevar la carga, y una considerable parte de la energía es consumida por la calefacción causada por el trabajo de la fricción del transporte, de la nuez del tornillo, del carril de guía y de otros mecanismos. Por lo tanto, el motor se puede llamar la fuente de calor primaria, y el transporte, la nuez, el carril de guía y el microprocesador se pueden llamar la fuente de calor secundaria. La deformación termal es el resultado de la influencia completa de todas estas fuentes de calor. La subida de la temperatura y la deformación de un centro de mecanización vertical con las columnas movibles durante el movimiento de alimentación de la y-dirección. El banco de trabajo no se mueve cuando la alimentación en la dirección de Y, así que ella tiene poca influencia en la deformación termal en la dirección de X. En la columna, el más lejano lejos del tornillo de la guía de y-AXIS, más pequeña es la subida de la temperatura. Cuando la máquina se mueve a lo largo de z-AXIS, la influencia de la distribución de la fuente de calor en la deformación termal se explica más a fondo. La alimentación de z-AXIS es más lejana lejos de la x-dirección, así que la deformación termal tiene menos influencia. Cuanto más cercana la nuez del motor de z-AXIS está a la columna, al mayor es la subida de la temperatura y a la deformación.
3) Influencia de la distribución en masa. La influencia de la distribución en masa en la deformación termal de máquinas-herramientas tiene tres aspectos. Primero, refiere al tamaño y la concentración de masa, refiere generalmente a cambiar la capacidad de calor y la velocidad de la transferencia de calor, y a cambiar la época de alcanzar el equilibrio de calor
el、 2 cambiando la forma del arreglo de masa, tal como el arreglo de diversas costillas, la tiesura termal de la estructura puede ser mejorado, y bajo misma subida de la temperatura, la influencia de la deformación termal puede ser reducida o la deformación relativa se puede mantener pequeña;
Tercero, significa reducir la subida de la temperatura de piezas de la máquina-herramienta cambiando la forma de arreglo total, tal como arreglo de costillas de la disipación de calor fuera de la estructura.
Influencia de propiedades materiales: diversos materiales tienen diversa parametrización para la optimización del tratamiento termal (calor específico, conductividad termal y coeficiente linear de la extensión). Bajo los efectos del mismo calor, su subida y deformación de la temperatura son diferentes. Prueba del funcionamiento termal de máquinas-herramientas
1. El propósito de la prueba de funcionamiento termal de la máquina-herramienta es controlar la deformación termal de la máquina-herramienta. La llave es entender completamente el cambio de la temperatura ambiente de la máquina-herramienta, la fuente de calor y el cambio de temperatura de la máquina-herramienta sí mismo y la respuesta (dislocación de la deformación) de los puntos claves a través de la prueba característica termal. Los datos o las curvas de prueba describen las características termales de una máquina-herramienta, para poder tomar contramedidas para controlar la deformación termal y para mejorar la exactitud que trabaja a máquina y la eficacia de la máquina-herramienta.
Específicamente, los objetivos siguientes deben ser alcanzados:
1) prueba el ambiente circundante de la máquina-herramienta. Mida el ambiente de la temperatura en el taller, su pendiente de temperatura espacial, el cambio de la distribución de la temperatura en la alternación de día y noche, e incluso la influencia del cambio estacional en la distribución de la temperatura alrededor de la máquina-herramienta.
2) Prueba característica termal de la máquina-herramienta sí mismo. Bajo condición de eliminar interferencia ambiental tanto cuanto sea posible, la máquina-herramienta será mantenida diversos estados de funcionamiento para medir el cambio de temperatura y el cambio de los aspectos importantes de la máquina-herramienta sí mismo de la dislocación, y registra el cambio de temperatura y la dislocación de los puntos claves dentro de un periodo de tiempo suficientemente largo. El metro termal infrarrojo de la fase se puede también utilizar para registrar la distribución termal cada vez del período.
3) la subida de la temperatura y la deformación termal se miden durante el proceso que trabaja a máquina para juzgar la influencia de la deformación termal de la máquina-herramienta en la exactitud del proceso que trabaja a máquina.
4) las pruebas antedichas pueden acumular un gran número de datos y de curvas, que proporcionarán los criterios confiables para el diseño de la máquina-herramienta y el control de usuario de la deformación termal, y señalan la dirección de tomar medidas eficaces.
2. El principio de prueba termal de la deformación de la prueba termal de la deformación de la máquina-herramienta primero necesita medir la temperatura de varios puntos relevantes, incluyendo los aspectos siguientes:
1) fuente de calor: incluyendo el motor de alimentación de cada parte, el motor del eje, pares de la impulsión del tornillo de la bola, el carril de guía y el transporte del eje.
2) dispositivos auxiliares: incluyendo sistema de detección de la dislocación del sistema hydráulico, del refrigerador, del enfriamiento y de la lubricación.
3) estructura mecánica: incluyendo cama de la máquina, base, la placa de la diapositiva, la columna, la caja principal que muele y el eje. Una barra de medición de acero del indio se afianza con abrazadera entre el eje y la tabla rotatoria. Cinco sensores del contacto se arreglan en el X, la y y las direcciones de Z para medir la deformación completa bajo diversas condiciones para simular la dislocación relativa entre la herramienta y el objeto.
3. la informática y el análisis de la prueba la prueba termal de la deformación de la máquina-herramienta serán realizados en un rato continuo largo, y la grabación de datos continuos será realizada. Después de análisis y de procesar, las características termales de la deformación reflejadas son altamente confiables. Si el error se elimina a través de pruebas múltiples, la regularidad exhibida es creíble. Hay 5 puntos de medición en la prueba termal de la deformación del sistema del eje, cuyo el punto 1 y el punto 2 están en el extremo del eje y cerca del transporte del eje, y señala 4 y señala 5 está respectivamente en la vivienda de la cabeza que muele cerca del carril de guía de la z-dirección. El tiempo de la prueba duró para 14h, en el cual la velocidad de rotación del eje principal en el primer 10h fue alternada dentro de la gama de 0-9000r/mínimo del 10mo h, el eje principal continuó girando en una velocidad de 9000r/mínimo.
Las conclusiones siguientes pueden ser extraídas:
1) la época termal de la balanza del eje está sobre 1H, y la gama de la subida de la temperatura después de que la balanza sea el ℃ 1,5;
2) la subida de la temperatura viene principalmente del eje del cojinete principal y del motor principal del eje. Dentro de la gama de velocidad normal, el transporte tiene buen funcionamiento termal;
3) la deformación termal tiene poca influencia en la dirección de X;
4) la deformación de la extensión de la z-dirección es grande, sobre los 10m, que es causada por la extensión termal del eje principal y el aumento de la liquidación que lleva;
5) Cuando la velocidad de rotación se guarda en 9000r/el minuto, la subida de la temperatura sube agudamente, subiendo agudamente por el ℃ cerca de 7 dentro de 2.5h, y hay una tendencia a continuar subiendo. La deformación en la dirección de Y y la dirección de Z alcanza los 29m y los 37m, indicando que el eje principal puede actuar no más estable a la velocidad de rotación de 9000r/del minuto, pero puede actuar en poco tiempo (20min). El control de la deformación termal de la máquina-herramienta se analiza y se discute arriba. La subida de la temperatura y la deformación termal de la máquina-herramienta tienen diversos factores de la influencia en la exactitud que trabaja a máquina. Al tomar medidas de control, debemos agarrar la contradicción y el foco principales en tomar uno o dos medidas para alcanzar dos veces el resultado con mitad del esfuerzo. El diseño debe empezar con cuatro direcciones: reduciendo la generación de calor, reduciendo subida de la temperatura, la estructura de equilibrio y el enfriamiento razonable.
1. Reduciendo la fuente de calor de la generación y el controlar de calor es medidas fundamentales. En el diseño, las medidas serán tomadas para reducir con eficacia la generación de calor de la fuente de calor.
1) razonablemente selecto el poder clasificado del motor. El P de potencia de salida del motor es igual al producto del voltaje V y el I. actual generalmente, el voltaje V es constante. Por lo tanto, el aumento de la carga significa que el de potencia de salida de los aumentos del motor, es decir, la corriente correspondiente yo también los aumentos, y el calor consumido por la corriente en los aumentos de la impedancia de la armadura. Si el motor que diseñamos y que seleccionamos trabajos cerca o que excedemos grandemente el poder clasificado durante mucho tiempo, la subida de la temperatura del motor aumentará obviamente. Por lo tanto, una prueba comparativa fue realizada en el jefe que molía de la fresadora de la ranura de la aguja del control numérico bk50 (velocidad del motor: 960r/minuto; temperatura ambiente: ℃ 12). Los conceptos siguientes se obtienen de las pruebas antedichas: en vista del funcionamiento de la fuente de calor, al seleccionar el poder clasificado del motor del eje o del motor de alimentación, es apropiado seleccionar el cerca de 25% más alto que el poder calculado. En la operación real, el de potencia de salida de los partidos del motor la carga, y aumento del poder clasificado del motor tiene poco impacto en el consumo de energía. Pero la subida de la temperatura del motor puede ser reducida con eficacia.