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Que é o efeito da temperatura na precisão fazendo à máquina da máquina do CNC?

August 23, 2022

Que o efeito da temperatura na precisão no CNC está fazendo à máquina?
A deformação térmica é uma das razões que afetam a precisão fazendo à máquina. A máquina-instrumento é afetada pela mudança da temperatura do ambiente da oficina, pelo aquecimento do motor e da fricção do movimento mecânico, pelo calor de corte e pelo meio refrigerando, tendo por resultado a elevação desigual da temperatura de cada peça da máquina-instrumento, tendo por resultado a mudança da precisão da forma e da precisão fazendo à máquina da máquina-instrumento. Por exemplo, 70mm é processado em um × ordinário da máquina de trituração do CNC da precisão para o parafuso de 1650mm, o erro cumulativo dos workpieces moídos do 7:30 ao 9:00 na manhã pode alcançar 85m comparados com os workpieces processados do 2:00 ao 3:30 na tarde. Mas sob a temperatura constante, o erro pode ser reduzido a 40m.

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Um outro exemplo é uma máquina de moedura do fim do dobro da precisão usada para uma moedura dobro do fim dos workpieces finos grossos da chapa de aço de 0.6-3.5mm, que podem processar 200mm na altura do × do × 25mm da aceitação o 1.08mm que o workpiece da chapa de aço pode alcançar a precisão dimensional do milímetro, e o grau de dobra é menos de 5m do comprimento inteiro. Contudo, depois que a moedura automática contínua para 1h, a escala da mudança do tamanho aumentou a 12M, e a temperatura do líquido refrigerante aumentou do ℃ 17 na partida ao ℃ 45. Devido à influência do calor de moedura, o jornal principal do eixo é prolongado e o afastamento do rolamento dianteiro do eixo principal é aumentado. Consequentemente, um refrigerador 5.5kW é adicionado ao tanque do líquido refrigerante da máquina-instrumento, e o efeito é muito ideal. Mostrou-se que a deformação da máquina-instrumento após o aquecimento é um fatora importante que afeta a precisão fazendo à máquina. Contudo, a máquina-instrumento é em um ambiente onde as mudanças de temperatura a qualquer hora; A máquina-instrumento própria consumirá inevitavelmente a energia ao trabalhar, e uma parte considerável desta energia será convertida no calor em várias maneiras, tendo por resultado mudanças físicas de vários componentes da máquina-instrumento. Tais mudanças variam extremamente devido aos formulários e aos materiais estruturais diferentes. Os desenhistas da máquina-instrumento devem dominar a lei de distribuição do mecanismo e da temperatura da formação do calor e tomar medidas de correspondência reduzir a influência da deformação térmica na precisão fazendo à máquina ao Z.

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Fazer à máquina do CNC
A distribuição da elevação da temperatura e da temperatura das máquina ferramenta e do clima natural para afetar o território vasto de China. A maioria das áreas são ficadas situadas em áreas subtropicais. A temperatura varia extremamente ao longo do ano e a diferença da temperatura em um dia é igualmente diferente. Consequentemente, a maneira e o grau da intervenção do pessoa (como a oficina) na temperatura interna são igualmente diferentes, e a atmosfera da temperatura em torno da máquina-instrumento varia extremamente. Por exemplo, a escala sazonal da mudança de temperatura no delta do Rio Yangtzé é o ℃ aproximadamente 45, e a mudança de temperatura diurno é o ℃ aproximadamente 5-12. Geralmente, a oficina fazendo à máquina não tem nenhum aquecimento no inverno e nenhum condicionamento de ar no verão. Contudo, contanto que a oficina for bem ventilado, o inclinação de temperatura da oficina fazendo à máquina não muda muito. Em China do nordeste, a diferença sazonal da temperatura pode alcançar o ℃ 60, e a variação diurno é o ℃ aproximadamente 8-15. O período de aquecimento realiza-se desde fim de outubro ao princípio de abril do seguinte ano. A oficina fazendo à máquina é projetada com aquecimento e insuficiente circulação de ar. A diferença da temperatura dentro e fora da oficina pode alcançar o ℃ 50. Consequentemente, o inclinação de temperatura na oficina no inverno é muito complexo. Durante a medida, a temperatura exterior é o ℃ 1,5, o tempo é 8:15 - o 8:35 na manhã, e a mudança de temperatura na oficina são o ℃ aproximadamente 3,5. A precisão fazendo à máquina de máquina ferramenta da precisão será afetada extremamente pela temperatura ambiental em tal oficina.

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Influência do ambiente que de cerco o ambiente circunvizinho da máquina-instrumento refere o ambiente térmico formado por várias disposições dentro do de perto da máquina-instrumento.
Incluem os seguintes quatro aspectos:
1) Microclima da oficina: como a distribuição da temperatura na oficina (sentido vertical e sentido horizontal). Quando dia e noite a mudança alternativa ou do clima e da ventilação, a temperatura da oficina mudará lentamente.
2) Fontes de calor da oficina: como a radiação solar, a radiação do equipamento de aquecimento e da iluminação de alta potência, etc. quando são próximos à máquina-instrumento, podem diretamente afetar a elevação da temperatura do todo ou da peça da máquina-instrumento por muito tempo. O calor gerado pelo equipamento adjacente durante a operação afetará a elevação da temperatura da máquina-instrumento sob a forma da radiação ou do fluxo de ar.
3) Dissipação de calor: a fundação tem um bom efeito da dissipação de calor, especialmente a fundação de máquina ferramenta da precisão não deve ser próxima à tubulação de aquecimento subterrânea. Uma vez que quebra e escapa, pode transformar-se um fonte de calor que seja difícil encontrar a causa; A oficina aberta será um bom “radiador”, que seja conducente ao equilíbrio da temperatura na oficina.
4) Temperatura constante: as facilidades da temperatura constante adotadas na oficina são muito eficazes em manter a precisão e em processar a precisão de máquina ferramenta da precisão, mas o consumo de energia é grande.


3. Fatores térmicos internos da influência da máquina-instrumento
1) A máquina-instrumento é um fonte de calor estrutural. O aquecimento do motor tal como o motor do eixo, servo motor da alimentação, refrigerando e lubrificando o motor da bomba e a caixa de controle elétrica pode gerar o calor. Estas circunstâncias são permitidas o motor próprio, mas têm efeitos adversos significativos no eixo principal, no parafuso da bola e nos outros componentes, e as medidas serão tomadas isolá-los. Quando a energia elétrica da entrada conduz o motor para correr, salvo que uma parte pequena (aproximadamente 20%) estará convertida na energia térmica do motor, será convertido mais na energia cinética pelo mecanismo do movimento, tal como a rotação do eixo principal e do movimento da bancada; Contudo, é inevitável que uma parte considerável do calor estará convertida no calor da fricção durante o movimento, tal como o calor dos rolamentos, dos trilhos de guia, dos parafusos da bola e das caixas da transmissão.

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2) Calor de corte do processo. Durante o processo de corte, a parte da energia cinética da ferramenta ou o workpiece são consumidos pelo trabalho de corte, e uma parte considerável é convertida na energia de deformação do corte e no calor da fricção entre a microplaqueta e a ferramenta, formando o calor da ferramenta, o eixo e o workpiece, e uma grande quantidade de calor da microplaqueta é transmitida ao dispositivo elétrico do worktable e a outras peças da máquina-instrumento. Afetarão diretamente a posição relativa entre a ferramenta e o workpiece.


3) Refrigerar. Refrigerar é uma medida reversa contra a elevação da temperatura da máquina-instrumento, tal como o motor que refrigeram, o componente do eixo que refrigera e que refrigera estrutural básico do componente. As máquina ferramenta da parte alta são equipadas frequentemente com os refrigeradores para refrigerar forçado.
4. A influência do formulário estrutural da máquina-instrumento na elevação da temperatura no campo da deformação térmica da máquina-instrumento, o formulário estrutural da máquina-instrumento refere geralmente o formulário estrutural, a distribuição maciça, o desempenho material e a distribuição do fonte de calor. A forma da estrutura afeta a distribuição da temperatura, o sentido da condução de calor, o sentido térmico da deformação e a harmonização da máquina-instrumento.


1) O formulário estrutural da máquina-instrumento. Em termos da estrutura total, as máquina ferramenta são verticais, horizontais, o pórtico e o modilhão, etc., que têm grandes diferenças na resposta e na estabilidade térmicas. Por exemplo, a elevação da temperatura da caixa de eixo principal de um torno da velocidade da engrenagem pode ser tão alta quanto o ℃ 35, de modo que a extremidade principal do eixo seja levantada acima, e as necessidades do tempo do equilíbrio térmico sobre 2H. Para a precisão que gerencie e centro fazendo à máquina de trituração com cama inclinado, a máquina-instrumento tem uma base estável. A rigidez da máquina inteira é melhorada obviamente. O eixo principal é conduzido por um servo motor, e a peça da transmissão da engrenagem é removida. A elevação da temperatura é geralmente menos do ℃ 15.
2) Influência da distribuição do fonte de calor. Considera-se geralmente que o fonte de calor refere o motor na máquina-instrumento. Por exemplo, o motor do eixo, o motor de alimentação e o sistema hidráulico não estão completos. O aquecimento do motor é somente a energia consumida pela corrente na impedância da armadura quando carregar a carga, e uma parte considerável da energia é consumido pelo aquecimento causado pelo trabalho da fricção do rolamento, da porca do parafuso, do trilho de guia e dos outros mecanismos. Consequentemente, o motor pode ser chamado o fonte de calor preliminar, e o rolamento, a porca, o trilho de guia e a microplaqueta podem ser chamados o fonte de calor secundário. A deformação térmica é o resultado da influência detalhada de todos estes fontes de calor. A elevação da temperatura e a deformação de um centro fazendo à máquina vertical com as colunas móveis durante o movimento de alimentação do y-sentido. A bancada não se move quando alimentar no sentido de Y, assim que nela tem pouca influência na deformação térmica no sentido de X. Na coluna, o mais distante longe do parafuso do guia da y-linha central, menor a elevação da temperatura. Quando a máquina se move ao longo da z-linha central, a influência da distribuição do fonte de calor na deformação térmica está explicada mais. A alimentação da z-linha central é mais distante longe do x-sentido, assim que a deformação térmica tem menos influência. Mais próxima a porca do motor da z-linha central é à coluna, ao maior a elevação da temperatura e à deformação.


3) Influência da distribuição maciça. A influência da distribuição maciça na deformação térmica das máquina ferramenta tem três aspectos. Primeiramente, refere o tamanho e a concentração de massa, refere geralmente a mudança da capacidade de calor e da velocidade da transferência térmica, e a mudança do momento de alcançar o equilíbrio térmico
o、 2 mudando o formulário do arranjo da massa, tal como o arranjo de vários reforços, a rigidez térmica da estrutura pode ser melhorado, e sob a mesma elevação da temperatura, a influência da deformação térmica pode ser reduzida ou a deformação relativa pode ser mantida pequena;
Em terceiro lugar, significa reduzir a elevação da temperatura das peças da máquina-instrumento mudando o formulário do arranjo maciço, tal como o arranjo de reforços da dissipação de calor fora da estrutura.
Influência de propriedades materiais: os materiais diferentes têm parâmetros de desempenho térmicos diferentes (calor específico, condutibilidade térmica e coeficiente linear da expansão). Sob a influência do mesmo calor, suas elevação e deformação da temperatura são diferentes. Teste do desempenho térmico das máquina ferramenta


1. A finalidade do teste de desempenho térmico da máquina-instrumento é controlar a deformação térmica da máquina-instrumento. A chave é compreender inteiramente a mudança da temperatura ambiental da máquina-instrumento, do fonte de calor e da mudança de temperatura da máquina-instrumento e a resposta (deslocamento da deformação) dos pontos-chave através do teste característico térmico. Os dados de teste ou as curvas descrevem as características térmicas de uma máquina-instrumento, de modo que as contramedidas possam ser tomadas para controlar a deformação térmica e para melhorar a precisão fazendo à máquina e a eficiência da máquina-instrumento.
Especificamente, os seguintes objetivos devem ser conseguidos:
1) Teste o ambiente circunvizinho da máquina-instrumento. Meça o ambiente da temperatura na oficina, em seu inclinação de temperatura espacial, na mudança da distribuição da temperatura na alternação de dia e noite, e mesmo na influência da mudança sazonal na distribuição da temperatura em torno da máquina-instrumento.


2) Teste característico térmico da máquina-instrumento próprio. Sob a condição de eliminar a interferência ambiental tanto quanto possível, a máquina-instrumento será mantida em vários estados de funcionamento para medir a mudança de temperatura e a mudança dos aspectos importantes da máquina-instrumento própria do deslocamento, e grava a mudança de temperatura e o deslocamento dos pontos-chave dentro de um período de tempo suficientemente longo. O medidor térmico infravermelho da fase pode igualmente ser usado para gravar cada vez a distribuição térmica do período.
3) A elevação da temperatura e a deformação térmica são medidas durante o processo fazendo à máquina para julgar a influência da deformação térmica da máquina-instrumento na precisão do processo fazendo à máquina.
4) Os testes acima podem acumular um grande número dados e curvas, que fornecerão critérios seguros para o projeto da máquina-instrumento e o controle do usuário da deformação térmica, e indicam o sentido de tomar medidas eficazes.


2. O princípio de teste térmico da deformação do teste térmico da deformação da máquina-instrumento precisa primeiramente de medir a temperatura de diversos pontos relevantes, incluindo os seguintes aspectos:
1) Fonte de calor: incluindo o motor de alimentação de cada parte, o motor do eixo, os pares da movimentação do parafuso da bola, o trilho de guia e o rolamento do eixo.
2) Dispositivos auxiliares: incluindo o sistema de detecção do deslocamento do sistema hidráulico, do refrigerador, refrigerar e da lubrificação.
3) Estrutura mecânica: incluindo a cama da máquina, a base, a placa da corrediça, a coluna, a caixa principal de trituração e o eixo. Uma haste de medição de aço do índio é apertada entre o eixo e a tabela giratória. Cinco sensores do contato são arranjados no X, no y e nos sentidos de Z para medir a deformação detalhada sob várias circunstâncias para simular o deslocamento relativo entre a ferramenta e o workpiece.
3. o processo de dados e a análise do teste o teste térmico da deformação da máquina-instrumento serão realizados em uma estadia contínua longa, e a gravação de dados contínuos será realizada. Após a análise e o processamento, as características térmicas da deformação refletiram são altamente confiáveis. Se o erro é eliminado através dos testes múltiplos, a regularidade indicada é digna de crédito. Há 5 pontos de medição no teste térmico da deformação do sistema do eixo, de que o ponto 1 e o ponto 2 estão na extremidade do eixo e perto do rolamento do eixo, e aponta 4 e aponta 5 está respectivamente no alojamento de trituração da cabeça perto do trilho de guia do z-sentido. O tempo do teste durou para 14h, em que a velocidade de rotação do eixo principal no primeiro 10h foi alternada dentro da escala de 0-9000r/mínimo do 10o h, o eixo principal continuou a girar em uma alta velocidade de 9000r/mínimo.


As seguintes conclusões podem ser tiradas:
1) A época térmica do equilíbrio do eixo é sobre 1H, e a escala da elevação da temperatura depois que o equilíbrio é o ℃ 1,5;
2) A elevação da temperatura vem principalmente do rolamento de eixo principal e do motor principal do eixo. Dentro da escala de velocidade normal, o rolamento tem o bom desempenho térmico;
3) A deformação térmica tem pouca influência no sentido de X;
4) A deformação da expansão do z-sentido é grande, sobre 10m, que é causada pela extensão térmica do eixo principal e pelo aumento do afastamento de carregamento;


5) Quando a velocidade de rotação é mantida em 9000r/minuto, a elevação da temperatura aumenta agudamente, aumentando agudamente pelo ℃ aproximadamente 7 dentro de 2.5h, e há uma tendência continuar a aumentar. A deformação no sentido de Y e no sentido de Z alcança 29m e 37m, indicando que o eixo principal pode já não se operar estavelmente na velocidade de rotação de 9000r/minuto, mas pode operar-se em um curto período de tempo (20min). O controle da deformação térmica da máquina-instrumento é analisado e discutido acima. A elevação da temperatura e a deformação térmica da máquina-instrumento têm vários fatores da influência na precisão fazendo à máquina. Ao tomar medidas de controle, nós devemos agarrar a contradição e o foco principais em tomar uma ou dois medidas conseguir duas vezes o resultado com metade do esforço. O projeto deve partir de quatro sentidos: reduzindo a geração de calor, reduzindo a elevação da temperatura, a estrutura de equilíbrio e refrigerar razoável.


1. Reduzindo o fonte de calor da geração e do controlo de calor é medidas fundamentais. No projeto, as medidas serão tomadas reduzir eficazmente a geração de calor do fonte de calor.
1) Selecione razoavelmente o poder avaliado do motor. O P potência de saída do motor é igual ao produto da tensão V e o I. atual geralmente, a tensão V é constante. Consequentemente, o aumento da carga significa que o potência de saída dos aumentos do motor, isto é, a corrente correspondente mim também aumentos, e o calor consumido pela corrente nos aumentos da impedância da armadura. Se o motor que nós projetamos e selecionamos trabalhos próximo ou excedemos extremamente o poder avaliado por muito tempo, a elevação da temperatura do motor aumentará obviamente. Consequentemente, um teste comparativo foi realizado na cabeça de trituração da máquina de trituração do entalhe da agulha do controle bk50 numérico (velocidade do motor: 960r/minuto; temperatura ambiental: ℃ 12). Os seguintes conceitos são obtidos dos testes acima: considerando o desempenho do fonte de calor, ao selecionar o poder avaliado do motor do eixo ou do motor de alimentação, é apropriado selecionar aproximadamente 25% mais alto do que o poder calculado. Na operação real, o potência de saída dos fósforos do motor a carga, e aumento do poder avaliado do motor tem pouco impacto no consumo de energia. Mas a elevação da temperatura do motor pode eficazmente ser reduzida.