cnc加工中心主軸系統溫度場分布測試與研究
點擊次數：2063 更新時間：2020-01-16
隨著機械制造技術向高精度、高自動化方向發展，人們對cnc加工中心加工精度的要求越來越高。在加工過程中，受切削熱、電氣部件發熱、機床運動部件摩擦以及環境溫度變化等因素的影響，數控機床工作過程中非常容易產生誤差，其中熱誤差成為當前數控機床大誤差源之一，在機床總的加工誤差中占 40% ～ 70%。熱誤差主要是由于溫度場分布不均勻而形成的，因此對數控機床主軸系統溫度場進行測試與研究具有重要意義開發了一種由計算機分析主軸熱特性的模型，使得主軸單元熱特性在開發早期階段就能得到有效定量估計。計昌柱等人針對機床熱變形誤差測量系統存在的缺陷，提出了一種提高測量精度的圓心處理方法。
本文將以 HMC50e、HMC63e 兩種型號cnc加工中心主軸系統為研究對象，建立對應的測量方案，運用 FLIR 紅外熱像儀分別對兩種型號臥式加工中心主軸系統初始狀態與熱測試終點溫度場分布進行了檢測。
1 實驗設計
實驗主要在空切削狀態下進行，不考慮切屑和切削運動影響。機床在冷態下開始運行，在室溫環境下進行測試，為了保證實驗具有良好的初始條件，機床在實驗前 12h 之內處于空閑狀態，測試過程中不準中途停車，保證實驗數據準確無誤。
運用紅外熱像儀對機床主軸軸承以及其他主要熱源穩定溫度與溫升變化規律進行測定。實驗所測試臥式加工中心主軸的高轉速為 4000 ～ 5000r/min，為保證機床在測試過程中運行安全，測量轉速設置為 3000r/min，機床連續運行 3.5h。
2 實驗結果分析
根據以上實驗安裝方法，使用 FLIR 熱像儀測得cnc加工中心主軸系統初始狀態與熱測試終點時溫度場分布情況，cnc加工中心主軸系統初始狀態與熱測試終點時溫度場分布。對比不同型號的溫度場分布圖，可得主軸箱體前端近位置溫度高，且主軸箱體溫度場分布呈現前高、中低、后高的分布狀態。