1.自然気候の影响
我が国は面积が広く、大部分の地域は亜热帯地域にあり、四季折々の温度変化が大きく、1日の温度差の変化も异なる。これにより、室内(例えば职场)の温度への干渉の仕方や程度も异なり、工作机械周辺の温度雰囲気は千差万别である。例えば、长江デルタ地域の季节温度変化范囲は约45℃程度、昼夜温度変化は约5?12℃である。狈颁制御走心机加工作业场は一般的に冬は热供给がなく、夏はエアコンがないが、作业场の通风が良い限り、狈颁制御走心机加工作业场の温度勾配はあまり変化しない。东北地方では、季节の温度差は60℃に达し、昼夜で约8?15℃変化する。毎年10月下旬から翌年4月初めまでは暖房期であり、机械加工职场の设计には暖房があり、空気の流通が不足している。职场内外の温度差は50℃に达することができる。そのため、作业场内の冬の温度勾配は非常に复雑で、测定时の室外温度は1.5℃、时间は午前8:15-8:35で、作业场内の温度変化は约3.5℃である。このような职场では、高速精密芯出し机精密工作机械の加工精度は环境温度の影响を大きく受けることになる。
2.周囲环境の影响
数値制御真剣工作机械の周囲环境とは、工作机械の近距离范囲における各种レイアウトにより形成される热环境を指す。これらには次の3つの侧面が含まれています。
(1)职场の小気候:例えば职场内の温度の分布(垂直方向、水平方向)。昼夜の交替や気候、换気が変化すると、职场の温度は缓やかに変化する。
(2)作业场の热源:例えば太阳照射、暖房设备と大出力照明ランプの放射など、それらは数値制御工作机械に近い时、直接に长时间工作机械全体或いは一部部品の温度上昇に影响することができる。隣接する机器が运転中に発生する热は、机械の温度上昇に影响を与えるように振幅射出または空気の流れによって影响を与えます。
(3)放热:地盘には比较的に良い放热作用があり、特に精密デジタル制御の真剣な工作机械の地盘は地下の热供给管に近づかないようにし、一旦破裂して漏れた场合、原因を见つけにくい热源になる可能性がある、开放された作业场は良い「放热器」であり、作业场の温度均衡に有利である。
(4)恒温:作业场が恒温施设を採用することは精密真剣工作机械の精度と加工精度を保持するのに効果があるが、エネルギー消费量が大きい。
3.工作机械内部の热影响要素
(1)真剣式狈颁工作机械の构造性热源。主轴モータ、フィードサーボモータ、冷却润滑ポンプモータ、电気制御ボックスなどのモータの発热は热を発生することができる。これらの状况はモータ自体には许容されるが、主轴、ボールねじなどの部品には重大な不利益があり、隔离措置をとるべきである。入力电力がモータを駆动する场合、一部(约20%程度)がモータの热エネルギーに変换されるほか、大部分は主轴回転、テーブル运动などの运动机构から运动エネルギーに変换される。しかし、ベアリング、ガイドレール、ボールねじ、伝动箱などの机构の発热などの运动中に摩擦発热に転化することは避けられない。
(2)プロセスの切削热。切削过程における工具またはワークの运动エネルギーの一部は切削仕事に消费され、相当部分は切削の変形エネルギーと切削屑と工具间の摩擦热を転化し、工具、主轴とワークの発热を形成し、大量の切削屑热から工作机械のテーブル治具などの部品に伝导される。工具とワークピース间の相対位置に直接影响します。
(3)冷却する。冷却は、电动机冷却、主轴部品冷却、基础构造物冷却など、心臓走行机の温度上昇に対する逆方向の措置である。ハイエンドの工作机械は往々にして电気制御箱に冷机を调製し、强制冷却を与える。
4.工作机械の构造形态が温度上昇に与える影响
デジタル制御工作机械の热変形分野で縦断式デジタル制御工作机械の构造形态を讨论し、通常は构造形式、品质分布、材料性能と热源分布などの问题を指す。构造形态は工作机械の温度分布、热の伝导方向、热変形方向及び整合などに影响する。
(1)数値制御真剣工作機械の構造形態。全体的な構造の面では、工作機械は縦型、横型、竜門式と片持ち式などがあり、熱に対する応答と安定性に大きな違いがある。例えば、歯車変速の旋盤主軸箱の温度上昇は35℃に達し、主軸端を持ち上げることができ、熱平衡時間は2 h程度必要である。一方、斜床式精密車フライス加工センターでは、工作機械に安定した台座がある。明らかに機械全体の剛性を高め、主軸はサーボモータ駆動を採用し、歯車伝動部分を除去し、その温度上昇は一般的に15℃未満である。
(2)热源分布の影响。工作机械では一般的に热源とはモーターを指すと考えられている。スピンドルモータ、フィードモータ、油圧システムなどは、実际には完全ではありません。モータの発热は负荷を负担する场合にのみ、电机子インピーダンスに电流が消费されるエネルギーであり、轴受、ネジナット、ガイドレールなどの机构の摩擦仕事による発热に相当するエネルギーが消费される。したがって、モータを一次热源、轴受、ナット、ガイドレール、切削屑を二次热源と呼ぶことができる。热変形は、これらのすべての热源の総合的な影响の结果である。
5轴狈颁センタリングマシン1台が驰方向送り运动中に温度上昇と変形した。驰方向送り时にテーブルが动かないため、齿方向の热変形への影响は少ない。ポストにおいて、驰轴のレールねじから远い点ほど、その温度上昇は小さくなる。
同机が窜轴移动时の场合は、热源分布が热変形に与える影响をさらに説明した。窜轴送りは齿方向からより远いため、热変形の影响はより小さく、コラム上で窜轴モータナットに近いほど、温度上昇及び変形も大きくなる。
(3)质量分布の影响。质量分布が工作机械の热変形に与える影响には3つの方面がある。1つ目は、质量の大きさと集中度を指し、通常は热容量と热伝达の速度を変え、热平衡に达する时间を変えることを指す、第二に、様々な筋板の配置などの品质の配置形式を変えることにより、构造の热刚性を高め、同じ温度上昇の场合、热変形の影响を小さくしたり、相対変形を小さく维持したりする、3つ目は、构造の外部に放热リブ板を配置するなど、质量配置の形态を変更することにより、工作机械部品の温度上昇を低减することを指す。
(4)材料性能の影响:异なる材料には异なる热性能パラメータ(比热、热伝导率と线膨张係数)があり、同じ热量の影响の下で、その温度上昇、変形はすべて异なる。