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铝零件加工减小工艺系统热变形的主要途径

发布时间:2020-09-15 16:35:38 访问量:194 来源:澳门太阳成城集团

在机械加工过程中,工艺系统因受热引起的变形称为热变形。工艺系统的热变形破坏了工件与刀具相对位置的准确性,造成加工误差。据统计,在铝零件加工中,由于热变形引起的加工误差约占总加工误差的40%~70%。引起工艺系统热变形的热源主要有切削热、机床运动部件的摩擦热和外界热源的辐射等。

工艺系统受各种热源的影响,温度会逐渐升高,与此同时,它们也通过各种方式向周围散发热量。当单位时间内传人和散发的热量相等时,工艺系统达到热平衡。此时的温度场处于稳定状态,受热变形也相应地处于稳定状态,由此引起的加工误差是有规律的,所以,精密加工应在热平衡之后进行。

(1)分离热源。凡是可能分离出去的热源,如电动机、变速箱、液压系统、切削液系统等尽可能移出。对于不能分离的热源,如主轴轴承、丝杠螺母副、高速运动的导轨副等,可从结构、润滑等方面改善其摩擦特性,减少发热。

(2)减少切削热。通过控制切削用量、合理选择和使用刀具来减少切削热。当零件精度要求高时,应注意将粗加工和精加工分开进行。

铝零件加工减小工艺系统热变形的主要途径

(3)改善散热条件。使用大流量切削液,或喷雾等方法冷却,可带走大量切削热或磨削热。大型数控机床、加工中心普遍采用冷冻机,对润滑油、切削液进行强制冷却,以提高冷却效果。

(4)保持工艺系统的热平衡。由热变形规律可知,在机床刚开始运转的一段时间内,温升较快,热变形大。当达到热平衡状态后,热变形趋于稳定,加工精度才易保证。因此,对于精密机床,特别是大型机床,可预先高速空运转或设置控制热源,人为地给机床加热,使之较快达到热平衡状态,然后进行加工。

(5)用热补偿的方法均衡温度场。当机床零部件温升均匀时,机床本身就呈现一种热稳定状态,从而使机床产生不影响加工精度的均匀热变形。对于床身较长的导轨磨床,为了均衡导轨面的热伸长,通常利用机床润滑系统回油的余热来提高床身下部的温度,使床身上下表面的温差减小,变形均匀。

(6)控制环境温度。对于精密机床,一般应安装在恒温车间。对温度的控制要求为:一般精密级为±1,精密级为±0.5,超精密级为±0.01。恒温车间平均温度一般为20,但可根据季节和地区调整,如冬季可取17,夏季可取23,以节省能源。

在加工中,机床的种类、加工方式、所使用的刀具及加工条件不同,引起的工艺系统热变形及其对加工精度的影响也不尽相同,在此不一一列举。需要说明的是,工艺系统的热变形对加工精度的影响,在一般加工中可不予考虑,但在铝零件加工或大型工件的加工中必须引起重视。


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