1.數(shù)控電火花線切割機(jī)熱性能測(cè)試的目的
控制電火花數(shù)控線切割機(jī)床熱變形的關(guān)鍵是通過熱性能特性的測(cè)試，充分了解線切割機(jī)床所處的環(huán)境溫度的變化，機(jī)床本身熱源及溫度變化以及關(guān)鍵點(diǎn)的響應(yīng)(變形位移)。測(cè)試數(shù)據(jù)或曲線描述一臺(tái)機(jī)床熱特性，以便采取對(duì)策，控制熱變形，提高機(jī)床的加工精度和效率。具體地說，應(yīng)達(dá)到以下幾個(gè)目的：
(1)機(jī)床周圍環(huán)境測(cè)試。測(cè)量車間內(nèi)的溫度環(huán)境，它的空間溫度梯度，晝夜交替中溫度分布的變化，甚至應(yīng)測(cè)量季節(jié)變化對(duì)機(jī)床周圍溫度分布的影響。
(2)機(jī)床本身的熱特性測(cè)試。盡可能地排除環(huán)境干擾的條件下，讓機(jī)床處于各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以測(cè)量機(jī)床本身的重要點(diǎn)位的溫度變化、位移變化，記錄在足夠長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)的溫度變化和關(guān)鍵點(diǎn)位移，也可用紅外線熱相儀記錄各時(shí)間段熱分布的情況。
(3)加工過程測(cè)試溫升熱變形，以判斷機(jī)床熱變形對(duì)加工過程精度的影響。
(4)上述試驗(yàn)可積累大量的數(shù)據(jù)、曲線，將為機(jī)床設(shè)計(jì)和使用者控制熱變形提供可靠的判據(jù)，指出采取有效措施的方向。
2.數(shù)控線切割機(jī)床熱變形測(cè)試的原理：
熱變形測(cè)試首先需要測(cè)量若干相關(guān)點(diǎn)的溫度，包含以下幾方面：
(1)熱源：包括各部分進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、主軸電動(dòng)機(jī)、滾珠絲杠傳動(dòng)副、導(dǎo)軌、主軸軸承。
(2)輔助裝置：包括液壓系統(tǒng)、制冷機(jī)、冷卻和潤(rùn)滑位移檢測(cè)系統(tǒng)。
(3)機(jī)械結(jié)構(gòu)：包括床身、底座、滑板、立柱和銑頭箱體和主軸。
在主軸和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)之間夾持有銦鋼測(cè)棒，在X、Y、Z方向配置了5個(gè)接觸式傳感器，測(cè)量在各種狀態(tài)下的綜合變形，以模擬刀具和工件間的相對(duì)位移。
3.測(cè)試數(shù)據(jù)處理分析：
數(shù)控線切割機(jī)床熱變形試驗(yàn)要在一個(gè)較長(zhǎng)的連續(xù)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，進(jìn)行連續(xù)的數(shù)據(jù)記錄，經(jīng)過分析處理，所反映的熱變形特性可靠性很高。如果通過多次試驗(yàn)進(jìn)行誤差剔除，則所顯示的規(guī)律性是可信的。
從實(shí)踐中可以得到以下結(jié)論：
(1)主軸的熱平衡時(shí)間約1h左右，平衡后溫升變化范圍1.5℃；
(2)溫升主要來源于主軸軸承和主軸電動(dòng)機(jī)，在正常變速范圍內(nèi)，軸承的熱態(tài)性能良好；
(3)熱變形在X向影響很小，約＜0.005mm，Y向變形遠(yuǎn)大于X向，鑒于點(diǎn)4、點(diǎn)5的溫升＜1℃，說明主軸Y向的變形主要來源于銑頭箱體結(jié)構(gòu)，與絲杠和導(dǎo)軌無關(guān)聯(lián)。應(yīng)改進(jìn)銑頭的鑄件結(jié)構(gòu)；
(4)Z向伸縮變形較大，約10μm，是由主軸的熱伸長(zhǎng)及軸承間隙增大引起的；
(5)當(dāng)轉(zhuǎn)速持續(xù)在9000r/min時(shí)，溫升急劇上升，在2.5h內(nèi)急升7℃左右，且有繼續(xù)上升的趨勢(shì)，Y向和Z向的變形達(dá)到了29μm和37μm，說明該主軸在轉(zhuǎn)速為9000r/min時(shí)已不能穩(wěn)定運(yùn)行，但可以短時(shí)間內(nèi)(≤20min)運(yùn)行。
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