熱變形產生的原因

 

　　在龍門高速銑的加工過程中，切削熱是導致熱變形的主要因素之一。切削速度、進給量和切削深度等切削參數的不合理設置會使切削區(qū)產生大量熱量，進而導致機床部件和工件的溫度升高，產生熱變形。此外，機床內部的熱源，如主軸、電機等部件的發(fā)熱，也會對熱變形產生影響。

 

　　熱變形控制的方法

 

　　優(yōu)化切削參數

 

　　通過合理設置切削參數，可以有效控制切削熱的產生。例如，對于鋁合金等高熱導率材料，切削速度宜設定在300-500m/min區(qū)間；對于高溫合金等難加工材料，需將速度限定在100-180m/min以抑制熱積累。此外，采用“粗加工-半精加工-精加工”三段式進給策略，精加工階段進給量通常不超過0.1mm/r，以減少單位時間內的熱生成量。

 

　　改進機床結構設計

 

　　在機床結構設計方面，采用對稱布局可以有效減少熱變形的影響。例如，采用對稱的雙立柱、封閉、龍門布局等結構，可以使機床各部件的溫度分布更加均勻。此外，主軸箱的改進也至關重要，應盡量使主軸的熱變形發(fā)生在刀具切入的垂直方向上，以減少熱變形對加工直徑的影響。

 

　　加強冷卻與溫控措施

 

　　在冷卻方面，可以采用多種方式來降低機床部件的溫度。例如，在主軸箱、導軌等發(fā)熱部位安裝冷卻裝置，如冷卻水套、恒溫油循環(huán)系統等，以控制溫升。對于絲杠等關鍵部件，采用中空結構并通入恒溫冷卻液，可以有效抑制絲杠的熱延伸。此外，還可以通過供給大量恒溫流體來穩(wěn)定機床構件的溫度場均勻，控制局部熱變形。

 

　　實施智能監(jiān)測與補償

 

　　隨著工業(yè)4.0技術的發(fā)展，智能監(jiān)測與補償系統在熱變形控制中發(fā)揮著越來越重要的作用。通過在切削區(qū)安裝紅外熱像儀、應變片傳感器等多源傳感器，可以實時監(jiān)測溫度場和變形量數據。當監(jiān)測到變形量超過一定閾值時，系統自動執(zhí)行補償機制，如動態(tài)調整切削速度、增加冷卻液流量等。