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机床的散热方案

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  • TA的每日心情
    开心
    2016-12-12 13:40
  • 发表于 2017-4-10 16:21 | 显示全部楼层 |阅读模式

    机床是加工零部件的重要工具,机床受到车间环境温度的变化、电动机发热和机械运动摩擦发热、切削热以及冷却介质的影响,造成机床各部的温升不均匀,导致机床形态精度及加工精度的变化。
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    例如,在一台普通精度的数控铣床上加工70mm×1650mm的螺杆,上午7:30-9:00铣削的工件与下午2:00-3:30加工的工件相比,累积误差的变化可达85mm。而在恒温条件下,则误差可减小至40mm
    机床内部热影响因素
      (1)机床结构性热源。电动机发热如主轴电动机、进给伺服电动机、冷却润滑泵电动机、电控箱等均可产生热量。这些情况对电动机本身来说是允许的,但对于主轴、滚珠丝杠等元器件则有重大不利影响,应采取措施予以隔离。当输入电能驱动电动机运转时,除了有少部分(约20%左右)转化为电动机热能外,大部分将由运动机构转化为动能,如主轴旋转、工作台运动等;但不可避免的仍有相当部分在运动过程中转化为摩擦发热,例如轴承、导轨、滚珠丝杠和传动箱等机构发热。
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    2)工艺过程的切削热。切削过程中刀具或工件的动能一部分消耗于切削功,相当一部分则转化切削的变形能和切屑与刀具间的摩擦热,形成刀具、主轴和工件发热,并由大量切屑热传导给机床的工作台夹具等部件。它们将直接影响刀具和工件间的相对位置。
      (3)冷却。冷却是针对机床温度升高的反向措施,如电动机冷却、主轴部件冷却以及基础结构件冷却等。高端机床往往对电控箱配制冷机,予以强迫冷却。
    合理的冷却措施
      (1)加工中的冷却液对加工精度的影响是直接的。对GRV450C型双端面磨床进行了对比试验。试验表明:借助制冷机对冷却液进行热交换处理,对提高加工精度非常有效。
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    使用传统的冷却液供给方式,30min后,工件尺寸就超差。采用制冷机后,可以正常加工到70min以上。在80min时工件尺寸超差的主要原因是砂轮需修整(去除砂轮面上的金属屑),修整后马上即可回复原来的加工精度。效果非常明显。同样,对于主轴的强迫冷却也能期望得到非常好的效果。
      (2)增加自然冷却面积。例如在主轴箱体结构上添加自然风冷却面积,在空气流通较好的车间内,也能起到很好的散热效果。
      (3)及时自动排屑。及时或实时将高温切屑排出工件、工作台及刀具部分,将十分有利于减少关键部分的温升和热变形。  

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