Bize ulaşın
TEL: + 86-574-62735995
E-posta:Sales@syil.com.cn
Adres: #20 GaoFan Road, Xiaodong sanayi bölgesi, Yuyao şehir, Zhejiang, Çin.
Ana sayfa > haber > İçerik
NC Makinesinin Hassasiyetine Farklı Sıcaklık Farkının Nedeni
Aug 07, 2017

2017-08-04 · CNC Çin Forumu 0 yanaşmayacak

Makine, atölye ortam sıcaklığının değişmesi, motorun ısıtılması ve mekanik hareketin sürtünmesi, kesme ısısı ve soğutma ortamının etkisi ile etkilenir ve makinenin düzensiz sıcaklık artışı ile sonuçlanır Parçalar, makine şekli hassasiyet ve işleme hassas değişimi ile sonuçlanır.


Örneğin, ortak bir hassas CNC freze tezgahında 70mm x 1650mm vida, 7: 30-9: 00 AM iş parçası frezeleme ve öğleden sonra 2: 00-3: 30 iş parçasına kıyasla toplu hata 85m'ye kadar değişir. Sabit sıcaklık koşullarında hata 40m'ye düşürülür.


Başka bir örnek, 200mm × 25mm × 1.08mm çelik iş parçasının işlenmesinde kabul edilen 0.6 ~ 3.5mm kalınlığında çelik sac iş parçası hassas çift yüzlü taşlama aleti, mm boyutlu doğruluğu, tam boyu 5 metreden daha az elde edebilen bir çift yüzlü öğütme. Ancak sürekli otomatik öğütme 1 saat, aralığının boyutu arttı 12 m, soğutma suyu sıcaklığı 17 ° C'den açıldığında 45 ℃'ye kadar. Taşlama ısısının etkisiyle, iş mili uzaması elde edilir, iş mili ön yatak açıklığı artar. Buna göre, makine soğutucu deposunun 5.5kW'luk bir soğutucu eklemesi için etki çok tatminkar.


Uygulama, ısınmadan sonra makinenin deformasyonunun işleme hassasiyetinin önemli bir nedeni olduğunu kanıtlamıştır. Ancak makine, sıcaklığın her yerde değiştiği ortamda; Işin içinde bulunan makinenin kaçınılmaz olarak enerji tüketmesi, bu enerjinin önemli bir bölümünün çeşitli şekillerde ısıya dönüştürülmesi, makine bileşenindeki fiziksel değişimlere neden olması, bu değişikliğin sebebi Farklı yapı biçimleri, malzeme farklılıkları ve diğer sebepler geniş çapta değişebilir. Makine tasarımcıları sıcak ve sıcaklık dağılımının oluşum mekanizmasını kavramalı, etkiyi en aza indirgemek için işlem hassasiyetinin ısıl deformasyonunu sağlamak için uygun önlemleri almalıdır.


İlk olarak, makine sıcaklığı ve sıcaklık dağılımı


Aynı zamanda


1, doğal iklim etkileri


Çin geniş, en çok subtropikal bölgelerdeki bölge, yıl boyunca sıcaklık değişiklikleri, bir gün içindeki sıcaklık farkı aynı değildir. Bu nedenle, kapalı alanda (atölye gibi) insanlar yolun sıcaklığı ve müdahale derecesi farklıdır, makine atmosferi etrafındaki sıcaklık çok değişir.


Örneğin, Yangtze Nehri Deltası bölgesi mevsimlik sıcaklık aralığı yaklaşık 45 ℃, gündüz ve gece sıcaklık değişiklikleri yaklaşık 5 ~ 12 ℃. İşleme atölyesi genelde kışın ısıtma yapmaz, yaz aylarında klima olmaz, ancak atölye havalandırması daha iyi olduğu sürece, makine mağazasının sıcaklık derecesi değişmez. Kuzeydoğu bölgesi, mevsimsel sıcaklık farkı 60 ℃, gün ve gece değişiklikleri yaklaşık 8-15 ℃ iken. Ekim ayının sonlarında her yıl ısıtma dönemi için gelecek yılın Nisan ayının başına kadar, işleme atölyesi tasarımı ısıtma, hava dolaşımı. Atölye içi ve dışı sıcaklık farkı 50 ℃ ye kadar. Bu nedenle, atölye sıcaklık derecesi çok karmaşıktır, 1.5 ℃ dış sıcaklık, zaman 8: 15-8: 35, atölye sıcaklığı yaklaşık 3.5 ℃ değişir. Böyle bir atölyedeki hassas alet takımlarının hassasiyeti ortam sıcaklığından etkilenir büyük olacaktır.


2, çevresindeki ortamın etkisi


Makine ortamı, termal çevrenin oluşumunda geniş bir makine yelpazesi çevresindeki ortamdır. Bunlar aşağıdaki üç yönü içermektedir.


(1) atölye mikro iklimi: atölye içindeki sıcaklığın dağılımı gibi (dikey yönde, yatay yönde). Gündüz ve gece sırayla veya iklim ve havalandırma değiştiğinde atölye sıcaklığı yavaş bir değişim gösterecektir.


(2) atölye ısı kaynağı: Güneş radyasyonu, ısıtma ekipmanı ve radyasyon gibi yüksek güçlü aydınlatma gibi, makineye daha yakın oldukları zaman, doğrudan sıcaklık artışının bir bütünü veya bir parçası olarak makineyi etkileyebilecek uzun bir süre olabilir. Çalışma esnasında bitişik ekipman tarafından üretilen ısı radyasyon veya hava akışı yoluyla makinenin sıcaklık artışını etkiler.


(3) ısı: temel daha iyi bir ısı dağılımı vardır, özellikle hassas makine aleti, yerden ısıtma borusuna yakın olmamalıdır, bir kez rüptür sızıntısı ısı kaynağı için bir neden bulmak zor olabilir; Açık atölye iyi bir "Radyatör" olacak, atölye sıcaklık dengesi için elverişli.


(4) Sabit sıcaklık: Kesinlik ve işleme hassasiyetini korumak için hassas takım tezgahlarında sabit sıcaklık imkanları atölye çalışması çok etkili ancak enerji tüketimi.


3, makine iç ısı faktörleri


Aynı zamanda


(1) makine yapısal ısı kaynağı. İş mili motoru, besleme servo motoru, soğutma yağlama pompası motoru, elektrik kumanda kutusu vb. Gibi ısı üretebilir. Bu koşullar motorun kendisi için izin verilir, ancak miller ve bilyalı vidalar gibi bileşenler üzerinde önemli olumsuz etkileri vardır ve bunları izole etmek için önlemler alınmalıdır. Giriş elektrikli tahrik motoru çalışırken, çoğu motor termal enerjisine dönüştürülen küçük bir parça (yaklaşık% 20) haricinde, iş mili dönüşü, masa hareketi vb. Gibi kinetik enerjiye dönüştürülecektir; Ancak rulmanlar, raylar, bilyeli vidalar ve şanzıman kutuları ve diğer kurumlardaki ateş gibi sürtünmeli ısıtma hareketi sırasında hala önemli bir bölüm var.


(2) Isı kesme işlemi. Kesme işlemi sırasında takımın veya iş parçasının kinetik enerjisinin bir kısmı kesme işi tarafından tüketilir ve kesici takımın deformasyonunun ve çip ile takım arasındaki sürtünmenin önemli bir kısmı, takımın oluşumu, Iş mili ve iş parçası sıcaklığı ve makine masası fikstürüne ve diğer bileşenlere çok sayıda talaş ısı iletimi. Alet ile iş parçası arasındaki göreceli konumu doğrudan etkilerler.


(3) soğutma. Soğutma, motor soğutması, işmili takımının soğutulması ve temelin soğutulması gibi makine sıcaklık artışının ters ölçüsüdür. Üst seviye takım tezgahları, genellikle serinletilmek için elektrikli kontrol kutusu chiller ile donatılmıştır.


Şekil 4, makinenin yapısının sıcaklık artışına etkisi


Makine yapısının yapısını tartışmak için makine termal deformasyon alanında genellikle yapı, kalite dağılımı, malzeme özellikleri ve ısı dağılımı ve diğer konulara atıfta bulunur. Yapı, makinenin sıcaklık dağılımını, ısı iletiminin yönünü, ısıl deformasyon yönünü ve eşleştirmeyi etkiler.


(1) makinenin yapısı. Genel yapıda, makine, ısı tepkisi için dikey, yatay, köşeli ve konsollu vb. Özelliklere sahiptir ve istikrar oldukça farklıdır. Örneğin, torna tezgahının hızı 35 ° C'ye kadar çıkabilir, böylece mil ucunun kalkması, ısı dengesi yaklaşık 2 saat olur. Eğimli yatak tipi hassas freze makinesi işleme merkezi, makinenin istikrarlı bir tabanına sahiptir. Makinenin sertliğini, servo motor sürücüsünü kullanarak iş milini önemli ölçüde arttırın, sıcaklık artışının dişli transmisyon parçasını kaldırın, genelde 15 ° C'den daha düşüktür.


(2) ısı dağılımının etkisi. Makine genellikle ısı kaynağının motora atıfta bulunduğu kabul edilir. İşmili motorları, besleme motorları ve hidrolik sistemler gibi. Motorun ısısı yalnızca yükte, enerji üzerindeki armatür empedansındaki akım tüketiminde ve sürtünme istihdamının neden olduğu rulmanlarda, cıvata somunlarında ve raylarda ve diğer enstitülerde tüketilen enerjinin önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Böylece motor bir ısı kaynağı, yataklar, somunlar, raylar ve cips olarak adlandırılabilir. Termal deformasyon, bu ısı kaynaklarının bir sonucudur.


Sıcaklık artışı ve Y yönlü beslemede bir sütun dikey işleme merkezinin deformasyonu. Y, tablo beslendiğinde hareket etmiyor, bu nedenle X'in termal deformasyonunun küçük darbeye çarpması. Sütun üzerinde, Y ekseni kılavuz kılavuzundan uzağa doğru sıcaklık artışı daha az olur.


Durum Z ekseni altında makine daha fazla darbe termal deformasyon ısı dağılımı açıklanmıştır. Z ekseni X'ten daha uzakta ilerliyorsa, daha küçük olanın termal deformasyonu, Z ekseni motor somununa yakın sütun, sıcaklık artışı ve deformasyonun artmasına neden olur.


(3) kütle dağılımının etkisi. Kütle dağılımının makinenin termal deformasyonu üzerindeki etkisi üç katlıdır. İlk olarak, boyut ve konsantrasyon kalitesini ifade eder, genellikle ısı kapasitesini ve ısı aktarım hızını değiştirmeyi, ısı dengesine erişmek için zamanı değiştirmeyi; İkincisi, yapının termal sertliğini artırmak için çeşitli kabartı yerleşimi gibi düzenin kalitesini değiştirerek, Aynı sıcaklık artışı durumunda darbenin termal deformasyonunu azaltın veya nispeten küçük bir deformasyonu muhafaza edin; Üçüncüsü, makine parçalarının sıcaklık artışını azaltmak için, ısı dağıtma plakasının dış yapısının yerleşimi gibi formun değiştirilmesiyle düzenin kalitesine atıfta bulunmaktadır.


(4) Malzeme özelliklerinin etkisi: Farklı malzemeler, sıcaklık artışının etkisi altındaki aynı ısıda farklı termal performans parametrelerine (özgül ısı, ısı iletkenliği ve doğrusal genleşme katsayısı) sahiptir, deformasyon farklıdır.


İkinci olarak, makine termal performans testi


Aynı zamanda


1, makine termal performans testinin amacı


Bir takım tezgahının termal deformasyonunu kontrol etmenin anahtarı, makinenin ortam sıcaklığındaki, makinenin ısı kaynağının ve sıcaklığındaki değişiklikleri ve termal karakteristikler testi boyunca anahtar noktaların (deformasyon yer değiştirmesi) tepkisini anlamaktır . Deney verileri veya eğrisi, bir makinenin termal özelliklerini, karşı önlemler almak, termal deformasyonu kontrol etmek ve makinenin işleme hassasiyetini ve verimliliğini artırmak için tanımlar. Özellikle, aşağıdaki hedeflere ulaşılmalıdır:


(1) çevre ortamında makine çevre testi. Atölyedeki sıcaklık ortamını, mekan sıcaklığı gradyanını, gündüz ve gece sıcaklık dağılımında değişiklikleri ve hatta mevsimsel değişimin makinenin etrafındaki sıcaklık dağılımı üzerindeki etkisini ölçmek.


(2) Makinenin kendisinin termal özellikleri test edilir. Çevrenin etkileşim koşullarını mümkün olduğunca hariç tutmak için, makinenin makinenin kendisinin önemli noktasını ölçmek için çeşitli çalışma koşullarında olması için sıcaklık değişimleri, deplasman değişiklikleri, yeterince uzun bir sıcaklık değişim süresi ve anahtar Deplasman noktaları Ayrıca her zaman periyodunun termal dağılımını kaydetmek için kızıl ötesi profil kullanılabilir.


(3) işlemin doğruluğu üzerinde takım tezgahının termal deformasyonunu belirlemek için sıcaklık ve sıcaklık bozulmasını test etme süreci.


(4) Yukarıdaki test, çok sayıda veri toplayabilir, eğriler, makine tasarımında ve termal deformasyonun kullanıcı kontrolü için güvenilir bir kriter sağlayarak etkin önlemlerin alınma yönünü belirtir.


2, termal deformasyon test makinesi ilkesi


Termal deformasyon testi ilk olarak aşağıdaki hususlar da dahil olmak üzere bir takım ilgili noktaların sıcaklığını ölçmelidir:


(1) ısı kaynağı: besleme motorunun çeşitli parçaları, iş mili motoru, bilye vidalı tahrik, ray, mil yatakları da dahil olmak üzere.


(2) Yardımcı cihazlar: hidrolik sistem, buzdolabı, soğutma ve yağlama deplasman tespit sistemi dahil.


(3) mekanik yapı: yatak, taban, kaykay, sütun ve freze kafası kutusu ve iş mili dahil.


İşmili ve döner tabla arasında bir indiyum çelik çubuk sıkıştırılmış ve beş kontak algılayıcısı X, Y ve Z yönlerinde düzenlenmiş ve çeşitli durumlardaki takım deformasyonu, alet ile iş parçası arasındaki göreceli yer değiştirmeyi taklit etmek için ölçülmüştür


3, test veri işleme analizi


Uzun süre kesintisiz olarak gerçekleştirilecek makine ısıl deformasyon testi, analiz ve işleme sonrasında sürekli veri kaydı, yüksek güvenilirliğin ısı bozulma özellikleri. Hata birden çok testle kaldırılırsa gösterilen düzgünlük güvenilirdir.


İşmili sisteminin termal deformasyon testinde, nokta 1 ve nokta 2'nin işmili ucunda ve işmili yatağına yakın olduğu beş ölçüm noktası vardır. Nokta 4 ve nokta 5, freze kafası muhafazasındaki Z yönü kılavuzunun yakınında bulunmaktadır. Test süresi, ilk 10 saatten başlayarak 0 ila 9000r / dk arasında değişen değişken hız aralığında ilk 10 saat iş mili hızının 14 saat sürdüğü, işmili 9000r / dk yüksek hızlı dönüşe kadar devam etti. Aşağıdaki sonuçları elde edebilirsiniz:


(1) 1,5 ° C denge sıcaklık yükselmesi aralığından sonra, yaklaşık 1 saat kadar bir işmiliğin termal denge süresi;


(2) sıcaklık artışı, esas olarak mil yatağı ve iş mili motorundan, normal hız aralığında yatağın termal performansı iyidir;


(3) X yönündeki termal deformasyon çok küçük;


(4) Z teleskopik deformasyona göre daha büyüktür, yaklaşık 10m, artışın sebep olduğu ısıl uzama ve yatak boşluğu milidir;


(5) Hız 9000r / dk'da sürekli olduğu zaman, sıcaklık artışı keskin bir şekilde yükselir, 2,5 saatte yaklaşık 7 ℃ yükselir ve yükselmeye devam etme eğilimi vardır. Y ve Z'nin deformasyonu 29m ve 37m'ye ulaşır ve işmili Speed 9000r / dk'nın kararlı çalışma olamaz, ancak kısa bir süre (20dakika) çalıştırılabilir.


Üçüncüsü, makine termal deformasyon kontrolü


Yukarıdaki analiz ve tartışma, çeşitli faktörlerin işleme hassasiyetinin makine aleti sıcaklık yükselmesi ve termal deformasyonu, kontrol önlemlerini almak için ana çelişkileri ele almalı ve bir çarpan etkisi elde etmek için bir veya iki önlem üzerine odaklanmalıdır. Tasarım dört yönden olmalıdır: ısı azaltmak, sıcaklık artışı, yapısal denge, makul soğutma düşürmek.


1, ateşi azaltmak için


Isı kaynaklarını kontrol etmek temel bir önlemdir. Tasarımda, ısının sıcaklığını etkili bir şekilde azaltmak için tedbirler alınır.


(1) Motorun nominal gücünün makul seçimi.


Motorun çıkış gücü P, voltaj V ve akım I'in çarpımına eşittir. Genel olarak, voltaj V sabittir, böylece yükteki artış motor çıkış gücünün artması, yani ilgili akımın Ben artar, armatür empedansında tüketilen ısı artar. Yakınınızda uzun süre tasarlamayı seçtiğimiz motor veya nominal güç koşullarını büyük ölçüde aştıysak, motor sıcaklığı önemli ölçüde arttı. Bu amaçla, karşılaştırma testinin BK50 CNC iğne yuvası freze makinesi başlığı (motor hızı: 960r / dak; ortam sıcaklığı: 12 ° C).


Yukarıdaki testten aşağıdaki kavramları elde etmek için: Isı kaynağının performansından, iş mili motoruna veya besleme motoruna bakılmaksızın, nominal gücü seçin, yaklaşık% 25'lik hesaplanan gücün en iyi seçimi, gerçek çalışma sırasında, Motor çıkış gücü ve yük fazı Eşleştirme, motor nominal gücünün arttırılması enerji tüketimi üzerinde çok az etkiye sahiptir. Ancak motor sıcaklık artışını etkili bir şekilde azaltabilir.


(2) sekonder ısı kaynağının ısısını azaltmak için gerekli önlemleri almak, sıcaklık artışını azaltmak.


Örneğin: iş mili yapısı tasarımı, ön ve arka rulmanların koaksiyalitesini, yüksek hassasiyetli rulmanların kullanımını iyileştirmelidir. Olası koşullar altında, kızak rayını düz bir döner kılavuza çevirin veya doğrusal bir motor kullanın. Bu yeni teknolojiler, sürtünmeyi azaltabilir, ısıyı düşürebilir, sıcaklık artışını azaltabilir.


(3) sürecinde, yüksek hızlı kesim kullanımı. Yüksek hızlı kesme mekanizmasına dayanır.


Metal kesme hattı hızı belli bir aralıktan yüksek olduğunda, kesme metali plastik deformasyon üretmek için çok geç, çip deformasyon ısısını üretmez, çip içine enerjiyi kesme kinetik enerji çoğunlukla uzaklaşır.


2, yapısal denge, ısı bozulmasını azaltmak için


Makinede ısı kaynağı daima oradadır ve ısı yönünün nasıl ısıtılacağı üzerine odaklanılması gerekir ve sıcaklığın hızı, ısı bozulmasını azaltmaya yardımcı olur. Veya yapı, iyi bir simetri vardır, böylece simetrik yönde ısı transferi, böylece üniform bir sıcaklık dağılımı, deformasyon birbirlerini ofset bir termal afinite yapısı.


(1) ön gerilme ve termal deformasyon.


Besleme sisteminin daha yüksek hızında sıklıkla ön gerilme stresini oluşturmak için sabitlenen bilyalı vidanın her iki ucu kullanılır. Yüksek hızlı besleme için bu yapı, dinamik ve statik stabilitenin iyileştirilmesine ek olarak, termal deformasyon hatasının azaltılmasında önemli bir role sahiptir.


Ön germe 35 mm'lik 600 mm'lik tam uzunlukta, farklı besleme hızı sıcaklığındaki eksenel sabit yapı nispeten yakındır. Her iki uçta sabit önceden gerilmiş yapının kümülatif hatası açıktır ki tek uçlu sabit ucunkinden daha küçüktür. Her iki uçtaki eksenel sabit önceden gerilmiş yapıda, ısının neden olduğu sıcaklık artışı, vidalı vida içindeki gerilme durumunu gerilme stresinden sıfıra gerilme veya sıkıştırma stresine değiştirmek için kullanılır. Dolayısıyla yer değiştirme hassasiyeti üzerindeki etkisi azdır.


(2) yapıyı değiştirmek, ısıl deformasyon yönünü değiştirmek.


CNC iğne yuvası freze makinesi Z ekseni mil kayması freze oluğu derinliği hata 5m işleme gereksinimlerinde farklı vidalı eksenel sabit yapısı kullanımı. Vidalı eksenel yüzen yapının alt ucunu kullanarak işleme 2 saat içinde oluk derinliği kademeli olarak 0 ila 0,045 mm arasında derinleşti. Tersine, yüzen yapının üstündeki vidanın kullanılması, oluk derinliğinin değişmesini sağlayabilirsiniz.


(3) makine yapısı geometrisinin simetrisi, aynı hale termal deformasyon yapabilirsiniz, böylece sürüklenme ucu en aza indirmek için.


Örneğin, Japonya Yasuda (Yasda) hassas alet şirketi YMC430 mikro işleme başlattı


Bir çift: Ücretsiz