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加工中心廠家的立式加工中心主軸高速發熱的精度分析
閱讀：412 發布時間：2021-11-6
加工中心廠家的立式加工中心主軸高速發熱的精度分析：
(1)立式加工中心主軸瞬態溫度場
立式加工中心心使用 FLIＲ 紅外熱像儀對測試部位進行測量時，需確定被測物體的發射率、反射溫度、測量距離和環境的相對濕度。由于紅外熱像儀對被測物體表面的反射率等較敏感，因此需在關鍵點處貼上膠布，降低表面反射率，同時可以使表面反射率具有一致性，提高測試精度。 除利用溫度傳感器對敏感位置進行溫升測試外，輔以紅外熱像儀對空運轉試驗進行溫度場采集，可有效了解溫度分布狀況以及主要熱源的熱平衡狀況。瞬態溫度場關注系統的溫度隨時間變化情況
整個試驗過程中主軸上主要關鍵點的溫度隨時間變化情況見圖 。從圖中曲線的走勢看，主軸系統在開始的一個小時的時間里溫度上升較快，接下來的一個小時里溫升較緩和，然后趨于穩定狀態。由溫升曲線可知，在主軸以 3000r/min 連續運轉 4 個小時期間，主軸軸端的溫升較為一致，主軸溫升較快，溫升大概 10℃左右。圖 7 是溫度傳感器的溫度—時間曲線，圖中最下部的曲線表示環境溫度，由圖中溫度測點 1—5 溫度—時間變化曲線可見，溫升趨勢明顯，并且不同測點具有相同的變化趨勢。主軸溫升和熱變形在經過2 h 10 min 后基本達到熱穩定，與中小立式加工中心一般 4 h的平均熱平衡時間相比，被測立式加工中心更快達到熱穩定，立式加工中心的熱態性能優異。另外，與熱像儀測試獲得的溫升曲線比較發現，兩種溫度測量方式得到的結果一致。
(2)立式加工中心主軸熱變形
測試時，立式加工中心主軸安裝一熱敏感較低的檢棒，熱變形測試時每隔 10s 采集一次數據。主軸熱變形試驗數據受檢棒本身精度及檢棒和立式加工中心主軸連接后的裝配精度影響很大，檢棒與主軸連接后，其隨主軸旋轉的跳動(包括徑向跳動和端跳)越小，測試結果的精度越高;反之則會降低測試精度。主軸熱變形測試使用 API 主軸誤差測試和分析系統，系統自帶溫度傳感器。在整個測試過程中，主軸在 X 方向的熱變形分別為:近主軸端在立式加工中心設計中應注意改善結構，優先考慮對稱布局，并且可通過加大熱敏感方向的通風、冷卻來達到抑制目的。此外，也可在熱敏感方向布置熱源，通過熱平衡方法達到變形的抵消。
(1)立式加工中心主軸瞬態溫度場
立式加工中心心使用 FLIＲ 紅外熱像儀對測試部位進行測量時，需確定被測物體的發射率、反射溫度、測量距離和環境的相對濕度。由于紅外熱像儀對被測物體表面的反射率等較敏感，因此需在關鍵點處貼上膠布，降低表面反射率，同時可以使表面反射率具有一致性，提高測試精度。 除利用溫度傳感器對敏感位置進行溫升測試外，輔以紅外熱像儀對空運轉試驗進行溫度場采集，可有效了解溫度分布狀況以及主要熱源的熱平衡狀況。瞬態溫度場關注系統的溫度隨時間變化情況
整個試驗過程中主軸上主要關鍵點的溫度隨時間變化情況見圖 。從圖中曲線的走勢看，主軸系統在開始的一個小時的時間里溫度上升較快，接下來的一個小時里溫升較緩和，然后趨于穩定狀態。由溫升曲線可知，在主軸以 3000r/min 連續運轉 4 個小時期間，主軸軸端的溫升較為一致，主軸溫升較快，溫升大概 10℃左右。圖 7 是溫度傳感器的溫度—時間曲線，圖中最下部的曲線表示環境溫度，由圖中溫度測點 1—5 溫度—時間變化曲線可見，溫升趨勢明顯，并且不同測點具有相同的變化趨勢。主軸溫升和熱變形在經過2 h 10 min 后基本達到熱穩定，與中小立式加工中心一般 4 h的平均熱平衡時間相比，被測立式加工中心更快達到熱穩定，立式加工中心的熱態性能優異。另外，與熱像儀測試獲得的溫升曲線比較發現，兩種溫度測量方式得到的結果一致。
(2)立式加工中心主軸熱變形
測試時，立式加工中心主軸安裝一熱敏感較低的檢棒，熱變形測試時每隔 10s 采集一次數據。主軸熱變形試驗數據受檢棒本身精度及檢棒和立式加工中心主軸連接后的裝配精度影響很大，檢棒與主軸連接后，其隨主軸旋轉的跳動(包括徑向跳動和端跳)越小，測試結果的精度越高;反之則會降低測試精度。主軸熱變形測試使用 API 主軸誤差測試和分析系統，系統自帶溫度傳感器。在整個測試過程中，主軸在 X 方向的熱變形分別為:近主軸端在立式加工中心設計中應注意改善結構，優先考慮對稱布局，并且可通過加大熱敏感方向的通風、冷卻來達到抑制目的。此外，也可在熱敏感方向布置熱源，通過熱平衡方法達到變形的抵消。