1.減少發(fā)熱
控制熱源是根本的措施。在設(shè)計(jì)中要采取措施有效降低熱源的發(fā)熱量。
(1)合理選取電動(dòng)機(jī)的額定功率。電動(dòng)機(jī)的輸出功率P等于電壓V和電流I的乘積，一般情況下，電壓V是恒定的，因此，負(fù)荷的增大，意味著電動(dòng)機(jī)輸出功率增大，即相應(yīng)的電流I也增大，則電流消耗在電樞阻抗的熱量增大。若我們所設(shè)計(jì)選擇的電動(dòng)機(jī)長時(shí)間在接近或大大超過額定功率的條件下工作，則電動(dòng)機(jī)的溫升明顯增大。
從實(shí)踐試驗(yàn)得到以下概念：從熱源性能考慮，無論主軸電動(dòng)機(jī)還是進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，選擇額定功率時(shí)，最好選比計(jì)算功率大25％左右為宜，在實(shí)際運(yùn)行中，電動(dòng)機(jī)的輸出功率與負(fù)荷相匹配，增大電動(dòng)機(jī)額定功率對于能耗的影響很小。但可有效降低電動(dòng)機(jī)溫升。
(2)結(jié)構(gòu)上采取適當(dāng)措施，減小二次熱源的發(fā)熱量，降低溫升。例如：主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)提高前后軸承的同軸度，采用高精度軸承。在可能的條件下，將滑動(dòng)導(dǎo)軌改為直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，或采用直線電動(dòng)機(jī)。這些新技術(shù)都可以有效地減小摩擦、減少發(fā)熱、降低溫升。
(3)在工藝上，采用高速切削?；诟咚偾邢鞯臋C(jī)理。當(dāng)金屬切削的線速度高于一定范圍時(shí)，被切削金屬來不及產(chǎn)生塑性變形，切屑上不產(chǎn)生變形熱，切削能量大多數(shù)轉(zhuǎn)化為切屑動(dòng)能被帶走。
2.結(jié)構(gòu)平衡，以降低熱變形
在電火花線切割機(jī)機(jī)床上，熱源是永遠(yuǎn)存在的，進(jìn)一步需要關(guān)注的是如何讓熱傳遞方向和速度有利于減少熱變形?；蛘呓Y(jié)構(gòu)又有很好的對稱性，使熱傳遞經(jīng)沿對稱方向，使溫度分布均勻，變形互相抵消，成為熱親和結(jié)構(gòu)。
(1)預(yù)應(yīng)力和熱變形。在較高速的進(jìn)給系統(tǒng)中，往往采用滾珠絲杠兩端軸向固定，形成預(yù)拉伸應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)對高速進(jìn)給來說，除了提高動(dòng)靜態(tài)穩(wěn)定性外，對于降低熱變形誤差具有明顯作用。滾珠絲杠固定方式對進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)熱變形的影響。
在全長600mm內(nèi)預(yù)拉伸35μm的軸向固定結(jié)構(gòu)在不同的進(jìn)給速度下溫升比較接近。兩端固定預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)的累積誤差明顯小于單端固定另一端自由伸長的結(jié)構(gòu)。在兩端軸向固定預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)中，發(fā)熱引起的溫升主要是改變絲杠內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)——由拉應(yīng)力變?yōu)榱銘?yīng)力或壓應(yīng)力。因此對位移精度影響較小。
(2)改變結(jié)構(gòu)，改變熱變形方向。
采用不同滾珠絲杠軸向固定結(jié)構(gòu)的數(shù)控針槽銑床Z軸主軸滑座。在加工中要求銑槽深度誤差≤5μm。采用絲杠下端軸向浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，在加工2h內(nèi)，槽深逐漸加深從0到0.045mm。反之，采用絲杠上端浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)，則能確保槽深變化＜5μm。
(3)機(jī)床結(jié)構(gòu)幾何形狀的對稱，可令熱變形走向一致，使刀尖點(diǎn)的漂移盡量減小。
3.選擇合理的線切割機(jī)冷卻措施
(1)加工中的冷卻液對加工精度的影響是直接的。借助制冷機(jī)對冷卻液進(jìn)行熱交換處理，對提高加工精度非常有效。
使用傳統(tǒng)的冷卻液供給方式，30min后，工件尺寸就超差。采用制冷機(jī)后，可以正常加工到70min以上。在80min時(shí)工件尺寸超差的主要原因是砂輪需修整(去除砂輪面上的金屬屑)，修整后馬上即可回復(fù)原來的加工精度。效果非常明顯。同樣，對于主軸的強(qiáng)迫冷卻也能期望得到非常好的效果。
(2)增加自然冷卻面積。例如在主軸箱體結(jié)構(gòu)上添加自然風(fēng)冷卻面積，在空氣流通較好的車間內(nèi)，也能起到很好的散熱效果。
(3)及時(shí)自動(dòng)排屑。及時(shí)或?qū)崟r(shí)將高溫切屑排出工件、工作臺(tái)及刀具部分，將十分有利于減少關(guān)鍵部分的溫升和熱變形。
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