1. Impactul climei naturale
China are un teritoriu vast, cu majoritatea zonelor situate ?n regiuni subtropicale. Temperatura variaz? foarte mult pe parcursul anului, iar diferen?a de temperatur? ?ntr-o zi variaz?, de asemenea. Prin urmare, oamenii au moduri ?i grade diferite de interven?ie ?n temperatura interioar? (cum ar fi atelierul), iar temperatura atmosferic? din jurul ma?inilor-unelte variaz? foarte mult. De exemplu, varia?ia temperaturii sezoniere ?n regiunea Delta r?ului Yangtze este de aproximativ 45 ℃, iar varia?ia temperaturii diurne este de aproximativ 5-12 ℃. Atelierul de Prelucrare CNC, ?n general, nu are ?nc?lzire iarna ?i aer condi?ionat vara, dar at?ta timp c?t atelierul are o ventila?ie bun?, gradientul de temperatur? ?n atelierul de prelucrare CNC nu se schimb? mult. ?n regiunea de nord-est, diferen?a de temperatur? sezonier? poate ajunge la 60 ℃, iar varia?ia zilnic? este de aproximativ 8-15 ℃. Perioada de ?nc?lzire este de la sf?r?itul lunii octombrie p?n? la ?nceputul lunii aprilie a anului urm?tor, iar proiectarea atelierului de prelucrare are ?nc?lzire, dar circula?ie insuficient? a aerului. Diferen?a de temperatur? dintre interiorul ?i exteriorul atelierului poate ajunge la 50 ℃. Prin urmare, gradientul de temperatur? ?n atelier ?n timpul iernii este foarte complex.Atunci c?nd m?sura?i, temperatura exterioar? a fost de 1,5 ℃ ?ntre 8:15-8:35 am, iar temperatura din interiorul atelierului s-a schimbat cu aproximativ 3,5 ℃. Precizia de prelucrare a ma?inilor de mers cu precizie de mare vitez? ?i a ma?inilor-unelte de precizie va fi foarte afectat? de temperatura mediului ?n astfel de ateliere.
2. Impactul mediului inconjurator
Mediul ?nconjur?tor al ma?inilor-unelte CNC se refer? la mediul termic format de diferite aspecte ?ntr-o gam? apropiat? a ma?inii-unelte. Acestea includ urm?toarele trei aspecte.
(1) Microclimatul atelierului: cum ar fi distribu?ia temperaturii ?n atelier (direc?ii verticale ?i orizontale). Atunci c?nd ziua ?i noaptea se alterneaz? sau clima ?i ventila?ia se schimb?, temperatura ?n atelier se va schimba lent.
(2) Sursele de c?ldur? de atelier, cum ar fi radia?ia solar?, echipamentele de ?nc?lzire ?i iluminatul de mare putere, pot afecta direct cre?terea total? sau par?ial? a temperaturii ma?inii unelte CNC pentru o lung? perioad? de timp atunci c?nd acestea sunt aproape de ea. C?ldura generat? de echipamentele adiacente ?n timpul func?ion?rii va afecta cre?terea temperaturii ma?inii uneltei prin radia?ii sau fluxul de aer.
(3) Disiparea c?ldurii: Funda?ia are un efect bun de disipare a c?ldurii, ?n special pentru ma?inile unelte de centrare CNC de precizie. Funda?ia nu ar trebui s? fie aproape de conductele de ?nc?lzire subterane. Odat? ce se rupe ?i scurgeri, poate deveni dificil de g?sit cauza sursei de c?ldur?; Un atelier deschis va fi un mare "radiator", care este benefic pentru echilibrul temperaturii ?n atelier.
(4) Temperatura constant?: Utilizarea instala?iilor de temperatur? constant? ?n atelier este foarte eficient? ?n men?inerea preciziei ?i a preciziei de prelucrare a ma?inilor unelte de centrare de precizie, dar consum? o mul?ime de energie.
3. Factori de influen?? termic? interni ai ma?inilor-unelte
(1) Surs? de c?ldur? structural? pentru ma?ini-unelte CNC centrate pe inim?. Motoarele electrice, cum ar fi motoarele cu ax, servomotoarele de alimentare, motoarele pompei de r?cire ?i lubrifiere ?i cutiile electrice de control, toate pot genera c?ldur?. Aceste situa?ii sunt permise pentru motorul ?n sine, dar au efecte adverse semnificative asupra componentelor precum ax ?i ?urub cu bile ?i ar trebui luate m?suri pentru a le izola. Atunci c?nd energia electric? de intrare conduce motorul s? func?ioneze, cu excep?ia unei por?iuni mici (aproximativ 20%) care este convertit? ?n energie termic? a motorului, cea mai mare parte din ea va fi convertit? ?n energie cinetic? prin mecanismul de mi?care, cum ar fi rota?ia arborelui, mi?carea mesei de lucru etc; Cu toate acestea, este inevitabil ca o parte considerabil? din c?ldura generat? ?n timpul mi?c?rii s? fie transformat? ?n c?ldur? de frecare, cum ar fi rulmen?i, ?ine de ghidare, ?uruburi cu bile ?i cutii de transmisie.
(2) T?ierea c?ldurii ?n timpul procesului de fabrica?ie. ?n timpul procesului de t?iere, o parte din energia cinetic? a uneltei sau a piesei de prelucrat este consumat? ca lucr?ri de t?iere, ?n timp ce o parte considerabil? este convertit? ?n energia de deformare a t?ierii ?i a c?ldurii de frecare ?ntre a?chii ?i scul?, rezult?nd ?nc?lzirea uneltei, axului ?i piesei de prelucrat, iar o cantitate mare de c?ldur? a a?chiilor este condus? la corpurile de lucru ?i la alte componente ale ma?inii unelte. Acestea vor afecta direct pozi?ia relativ? dintre scul? ?i piesa de prelucrat.
(3) R?cire. R?cirea este o m?sur? invers? luat? pentru a aborda cre?terea temperaturii ma?inii de mers pe jos, cum ar fi r?cirea motorului electric, componentele axului ?i componentele structurale de baz?. Ma?inile unelte de ?nalt? calitate echipeaz? adesea cutia electric? de comand? cu o unitate de refrigerare pentru r?cirea for?at?.
4. Influen?a formei structurale a ma?inilor-unelte asupra cre?terii temperaturii
?n domeniul deform?rii termice a ma?inilor-unelte CNC, discutarea formei structurale a ma?inilor-unelte CNC de t?iere longitudinal? se refer? de obicei la aspecte cum ar fi forma structural?, distribu?ia masei, propriet??ile materialului ?i distribu?ia sursei de c?ldur?. Forma structural? afecteaz? distribu?ia temperaturii, direc?ia de conducere a c?ldurii, direc?ia deform?rii termice ?i potrivirea ma?inii uneltei.
(1) Forma structural? a ma?inilor unelte de centrare CNC. ?n ceea ce prive?te structura general?, ma?inile-unelte includ tipuri verticale, orizontale, gantry ?i cantilever, care au diferen?e semnificative ?n r?spuns termic ?i stabilitate. De exemplu, cre?terea temperaturii cutiei axului unui strung cu schimbare de viteze poate ajunge la 35 ℃, determin?nd ridicarea cap?tului axului, iar timpul de echilibru termic dureaz? aproximativ 2 ore. Centrul de prelucrare de precizie de strunjire ?i frezare tip pat ?nclinat are o baz? stabil? pentru ma?ina unealt?. Rigiditatea ?ntregii ma?ini a fost ?mbun?t??it? semnificativ, iar arborele este ac?ionat de un servomotor. Partea transmisiei angrenajului a fost ?ndep?rtat?, iar cre?terea temperaturii este ?n general mai mic? de 15 ℃.
(2) Impactul distribu?iei surselor de c?ldur?. Pe ma?inile unelte, se crede ?n mod obi?nuit c? sursa de c?ldur? se refer? la motorul electric. Cum ar fi motoarele cu ax, motoarele de alimentare ?i sistemele hidraulice, acestea sunt de fapt incomplete. ?nc?lzirea unui motor electric este doar energia consumat? de impedan?a armaturii ?n timpul rulmen?ilor de sarcin?, iar o parte considerabil? din energie este consumat? de activitatea de frecare a mecanismelor precum rulmen?i, ?uruburi, piuli?e ?i ?ine de ghidare. Astfel, motorul electric poate fi numit surs? primar? de c?ldur?, iar rulmen?ii, piuli?ele, ?inele de ghidare ?i cipurile pot fi numite surse secundare de c?ldur?. Deformarea termic? este rezultatul influen?ei combinate a tuturor acestor surse de c?ldur?.
Cre?terea temperaturii ?i deformarea unei ma?ini CNC de mers pe jos cu 5 axe ?n timpul mi?c?rii de alimentare cu axa Y. Atunci c?nd se hr?ne?te ?n direc?ia Y, masa de lucru nu se mi?c?, astfel ?nc?t are un efect redus asupra deform?rii termice ?n direc?ia X. Pe coloan?, cu c?t mai departe de ?urubul de ghidare pe axa Y, cu at?t cre?terea temperaturii este mai mic?.
Situa?ia ma?inii care se deplaseaz? de-a lungul axei Z ilustreaz? ?n continuare influen?a distribu?iei sursei de c?ldur? asupra deform?rii termice. Alimentarea axei Z este mai departe de axa X, astfel ?nc?t impactul deform?rii termice este mai mic. Cu c?t piuli?a motorului axei Z este mai aproape de coloan?, cu at?t cre?terea temperaturii ?i deformarea sunt mai mari.
(3) Impactul distribu?iei calit??ii. Influen?a distribu?iei calit??ii asupra deform?rii termice a ma?inilor-unelte are trei aspecte. ?n primul r?nd, se refer? la dimensiunea ?i concentra?ia masei, referindu-se de obicei la modificarea capacit??ii termice ?i a ratei de transfer termic ?i schimbarea timpului pentru atingerea echilibrului termic; ?n al doilea r?nd, prin schimbarea aranjamentului calit??ii, cum ar fi aranjamentul diferitelor pl?ci de armare, rigiditatea termic? a structurii poate fi ?mbun?t??it? pentru a reduce influen?a deform?rii termice sau pentru a men?ine deformarea relativ mic? sub aceea?i cre?tere a temperaturii; ?n al treilea r?nd, se refer? la reducerea cre?terii temperaturii componentelor ma?inilor-unelte prin modificarea formei aranjamentului calit??ii, cum ar fi aranjarea nervilor de disipare a c?ldurii ?n afara structurii.
(4) Influen?a propriet??ilor materialului: Diferitele materiale au parametri de performan?? termic? diferi?i (c?ldur? specific?, conductivitate termic? ?i coeficient de expansiune liniar?), iar sub aceea?i c?ldur?, cre?terea temperaturii ?i deformarea lor sunt diferite.