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2017年5月19日

數(shù)控機床進給系統(tǒng)冷卻技術(shù) - 加工中心

滾珠絲杠副處于進給系統(tǒng)傳動鏈的末級，起到精密傳動和定位的作用，是精工機床和加工中心的關(guān)鍵部件，它的傳動誤差將直接影響到機床的定位精度。在滾珠絲杠高速化后，由于存在滾珠之間、滾珠與滾道以及兩端支撐軸承和驅(qū)動電動機多處摩擦作用，滾珠絲杠溫升不可避免。而且滾珠絲杠為細長件，溫升會降低絲杠的軸向剛度并造成絲杠熱伸長，影響定位精度。從設計方面改善滾珠絲杠的熱特性主要采用3種方式。1）將絲杠預拉伸，預拉伸量可略大于熱伸長量，以提高絲杠的軸向剛度和減小絲杠啟動和停止瞬間彈性變形。2）加大散熱的強制冷卻的結(jié)構(gòu)設計，如空心絲杠、螺母冷卻結(jié)構(gòu)和支撐軸承的冷卻結(jié)構(gòu)。3）選擇合適黏度指數(shù)的潤滑油及充分供油以減小摩擦力矩。導軌發(fā)熱使導軌產(chǎn)生膨脹變長和微翹等變形，這將直接導致機床加工刀具分支的扭轉(zhuǎn)和傾斜，從而影響加工精度。導軌發(fā)熱是因為兩個滑塊在導軌上的直線運動摩擦所致。這兩個移動熱源發(fā)熱量由承載壓力和滑塊移動速度決定。傳統(tǒng)導軌的散熱方式主要有兩種方式，即自然對流（導軌外表面與空氣之間的熱交換）和導軌表面使用潤滑脂（油）進行潤滑和冷卻。近年來，在一些機床上出現(xiàn)了新的導軌結(jié)構(gòu)設計，導軌內(nèi)部設計有冷卻循環(huán)孔道，并產(chǎn)生了導軌鑲注冷卻水管工藝等相關(guān)工藝技術(shù)。除上述機床關(guān)鍵零部件冷卻技術(shù)外，對于整個機床或關(guān)鍵部件可采用熱源溫度場平衡技術(shù)，利用人工熱源，促使機床縮短溫升平衡過程，減少加工過程中溫升場變化，以達到穩(wěn)定熱態(tài)加工精度的目的。上述冷卻方式設計好以后，基本都是以固定參數(shù)運行，實際上如何根據(jù)環(huán)境與加工工況的溫度變化調(diào)整冷卻工質(zhì)的參數(shù)，從而實現(xiàn)冷卻系統(tǒng)控制的智能化仍是一個沒有解決的問題。