車床的熱誤差產生及補償方法

    技術應用

    作者：曹振波 潘明臣 王玉晶

    摘 要 機床在運作的過程中所產生的熱誤差是對加工精度造成影響的重要原因之一。因此，在車床的運作過程中，對其熱誤差進行科學分析，並應用相應的方法和技術來進行熱誤差補償，從而實現最大限度的降低熱誤差，促進機床加工精度的提高。

    關鍵詞 數控機床；熱誤差補償；補償方法

    中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0140-01

    在經濟發展的推動下，機械製造技術也進入了一個嶄新的發展階段，製造技術朝著高質量、高效率、高智能方向不斷發展[1]。在現代機械製造中，各種精密及超精密加工技術已經成為其主要發展趨勢和重要組成部分，且已經成為機械製造也提高市場競爭，增強經濟效益的關鍵環節。隨著現代機械製造發展進程的加快，車床熱誤差補償方法及技術的應用也越來越廣泛和嫻熟。本文就車床熱誤差產生的原因進行分析，旨在探討相應的熱誤差補償方法及技術，提高車床加工精度。

    1 機床在運作過程中產生熱誤差的主要影響因素

    數控機床在運作的工程中產生熱誤差的情況具有較大的複雜性，其具有非線性、長時滯、多變量等諸多熱點。因此，熱誤差產生的影響因素也同樣具有複雜性和多樣性。具體因素主要表現在以下幾個方麵：①熱源產生的影響。在數控機床的運作過程中，熱源主要來源於內部和外部。影響機床熱誤差的熱源就主要為內部和外部熱源，該種兩中熱源的共同作用可導致機床在運作過程中產生不同程度的熱誤差，進而影響到加工精度。經過研究發現，該兩種熱源對機床熱誤差產生的影響也各不相同，內部熱源的影響程度比外部熱能要大。內部熱源主要存在於機床運作的各個過程和發熱部件。運作過程切削加工、摩擦運動等，發熱部件主要包括潤滑油、電動機等；②機床構造的影響。機床的熱剛度、熱容量等均受其具體構造的影響。不同構造的機床均有不同的散熱性能，從而對熱誤差的藕合及時滯產生不同的影響，大大增加了熱誤差的多變性和複雜性；③機床部件及連接件的影響。數控機床中存在各式各樣的多種部件，而各種部件又均由不同的材料組成，且具有其各自的形狀和結構，因此，各個部件也具有其各自的熱慣性和熱容量。同時在各部件的連接件中又存在相應的結合麵，這些結合麵均存在一定的熱阻作用。這些熱阻作用的存在導致機床在運作過程中產生熱誤差。

    2 降低熱誤差方法分析

    在實際操作中應用較為普遍的降低機床熱誤差方法主要誤差避免法、誤差補償法兩種。