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钻攻中心主轴热延伸对加工精度的影响及应对


0    引言
钻攻中心不但可以进行高速钻孔、攻丝和铣削加工,还可以进行连续的平滑曲线加工,具有高速、高精度和高效率的特点。目前,国内外钻攻中心主轴转速普遍较高,主轴轴芯的高速旋转运动,使得主轴温升过高,而这一直是钻攻中心制造厂商的顽疾。只有控制好钻攻中心主轴温升,才能够保证机台的尺寸精度和外观精度。
在主轴温升解决方案中,目前采用的方法主要有加装 Z 轴光栅尺,系统自适热补偿等措施来保证机台加工精度,以上均为主轴温升的后续的补救措施,并没在源头上解决由于主轴发热而引起的加工误差。
1    温升原因分析
主轴温升的主要因素有轴承高速转动,换刀时对弹簧的反复压缩,以及切削热传导至主轴,以下对影响主轴温升的 3 种主要因素进行研究。
1.1    轴承传动
目前市面钻攻中心主轴轴承多为 2 组角接触陶瓷轴承,背对背排列布置。轴承中各个元件生热及其热传递是滚动轴承使用性能及寿命的重要影响因素。在高速运转过程中,陶瓷轴承元件间相互摩擦是轴承温度变化的主要热量来源,要计算陶瓷轴承的传热机制,需要获取陶瓷轴承各个元件的发热情况。

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在高速钻攻中心作业过程中,随着作业时间的加长以及转速的升高,主轴温升愈加明显,不但影响钻攻中心使用寿命,而且会影响产品尺寸精度及表面粗糙度。该文介绍了影响钻攻中心主轴温升的 3 个主要因素,以及防止主轴过度温升的 3 种措施, 为高速钻攻中心主轴温度变化研究及其应用提供参考。

标签: 钻攻中心  
分类: 钻攻中心  
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