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工藝過程的自動化和精密加工的發(fā)展對機床的加工精度和精度穩(wěn)定性提出了越來越高的要求。機床在內(nèi)外熱源的影響下，各部件將發(fā)生不同程度的熱變形，使工件與*之間的相對運動關(guān)系遭到破壞，也使機床的精度下降。在通常情況下，為了使機床的熱變形達到穩(wěn)定的數(shù)值，需要花費很多時間來預(yù)熱機床，這就直接影響了機床的生產(chǎn)率。對于數(shù)控機床來說，因為全部加工尺寸是預(yù)先編制的指令控制的，熱變形的影響就更為嚴重。因此，認真分析數(shù)控機床熱變形的成因，并研究防范措施具有十分重要的意義。

一、數(shù)控機床的熱變形成因分析

機床產(chǎn)生熱變形的主要原因是熱源及機床各部分的溫差。熱源通常包括加工中的切削熱、運動副的摩擦熱和動力源的發(fā)熱以及輻射與周圍環(huán)境等其它外界熱源等。此外，機床零件的材料、結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸的不一致也是產(chǎn)生熱變形的重要因素。

（一）切削熱

在金屬切削過程中，由機械能變?yōu)楸磺邢鞑牧系淖冃文?，從而產(chǎn)生大量的熱量，產(chǎn)生熱量的大小主要取決于被切削材料的性質(zhì)及切削用量的大小。切削產(chǎn)生的熱量主要通過傳熱分配到*、工件和切屑，它們之間按照一定的比例關(guān)系分配熱量。對于不同的加工種類，其切削熱的計算與分配也各不相同。

在車削加工中，大量的熱量被切屑帶走，傳給工件的熱量次之，一般在30%以下，而傳給*的熱量又次之，一般不大于5%；對于銑削和刨削加工，傳給工件的熱量一般在30%以下；在不加冷卻液切削時，大量的切屑落在機床床身和工作臺上，它對床身和工作臺熱變形的影響是顯而易見的。但大量的切屑只有粗加工時才有，而機床熱變形對粗加工精度的影響則一般可以忽略；對于精加工，由于走刀量和切削深度一般比較小，故切屑帶走的熱量也比較小，它們所引起床身和工作臺的熱變形也相對比較小，是否需要考慮，要看具體情況而定。但在加工中心上，零件的粗、精加工往往在同一臺機床上進行加工，對工作臺熱變形的影響，就應(yīng)予以注意。

（二）運動副的摩擦熱和動力源的發(fā)熱

機床有各種運動副，如主軸部件的滾動軸承、工作臺與導(dǎo)軌、絲杠與螺母等，運動件之間的相互運動產(chǎn)生摩擦力，從而引起摩擦熱而形成熱源。電機本身的發(fā)熱和液壓系統(tǒng)的發(fā)熱，也成為機床某一部件的發(fā)熱源。現(xiàn)代機床的傳動結(jié)構(gòu)，尤其是數(shù)控機床已經(jīng)被大大簡化，主軸部件已成為影響機床熱變形的主要部分，而主軸部件的主要熱源來自于主軸軸承的發(fā)熱。

（三）輻射與周圍環(huán)境等其它外界熱源

機床受到日光的照射通常是單面的或局部的，故在照射部分與未經(jīng)照射的部分之間出現(xiàn)溫度的差異，致使機床產(chǎn)生變形。周圍環(huán)境的溫度，則隨氣溫及晝夜溫度的變化而變化，通過空氣對流使機床及工件的溫度也發(fā)生變化，不僅對機床的精度有一定的影響，而且影響零件的加工精度。例如，在精滾大直徑的斜齒輪時，要經(jīng)幾晝夜的連續(xù)加工，晝夜溫差將引起齒輪齒表面的波紋度誤差。