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探尋龍門(mén)高速銑高速切削中的熱變形控制

2025年07月09日 10:20點(diǎn)擊:44來(lái)源:寧波聚士捷機(jī)械股份有限公司>>進(jìn)入該公司展臺(tái)

   在現(xiàn)代制造業(yè)中,龍門(mén)高速銑作為一種高效的加工設(shè)備,被廣泛應(yīng)用于大型零件的加工。然而,在高速切削過(guò)程中,熱變形問(wèn)題嚴(yán)重影響了加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。因此,探尋有效的熱變形控制方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
 
  熱變形產(chǎn)生的原因
 
  在龍門(mén)高速銑的加工過(guò)程中,切削熱是導(dǎo)致熱變形的主要因素之一。切削速度、進(jìn)給量和切削深度等切削參數(shù)的不合理設(shè)置會(huì)使切削區(qū)產(chǎn)生大量熱量,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)床部件和工件的溫度升高,產(chǎn)生熱變形。此外,機(jī)床內(nèi)部的熱源,如主軸、電機(jī)等部件的發(fā)熱,也會(huì)對(duì)熱變形產(chǎn)生影響。
 
  熱變形控制的方法
 
  優(yōu)化切削參數(shù)
 
  通過(guò)合理設(shè)置切削參數(shù),可以有效控制切削熱的產(chǎn)生。例如,對(duì)于鋁合金等高熱導(dǎo)率材料,切削速度宜設(shè)定在300-500m/min區(qū)間;對(duì)于高溫合金等難加工材料,需將速度限定在100-180m/min以抑制熱積累。此外,采用“粗加工-半精加工-精加工”三段式進(jìn)給策略,精加工階段進(jìn)給量通常不超過(guò)0.1mm/r,以減少單位時(shí)間內(nèi)的熱生成量。
 
  改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
 
  在機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,采用對(duì)稱布局可以有效減少熱變形的影響。例如,采用對(duì)稱的雙立柱、封閉、龍門(mén)布局等結(jié)構(gòu),可以使機(jī)床各部件的溫度分布更加均勻。此外,主軸箱的改進(jìn)也至關(guān)重要,應(yīng)盡量使主軸的熱變形發(fā)生在刀具切入的垂直方向上,以減少熱變形對(duì)加工直徑的影響。
 
  加強(qiáng)冷卻與溫控措施
 
  在冷卻方面,可以采用多種方式來(lái)降低機(jī)床部件的溫度。例如,在主軸箱、導(dǎo)軌等發(fā)熱部位安裝冷卻裝置,如冷卻水套、恒溫油循環(huán)系統(tǒng)等,以控制溫升。對(duì)于絲杠等關(guān)鍵部件,采用中空結(jié)構(gòu)并通入恒溫冷卻液,可以有效抑制絲杠的熱延伸。此外,還可以通過(guò)供給大量恒溫流體來(lái)穩(wěn)定機(jī)床構(gòu)件的溫度場(chǎng)均勻,控制局部熱變形。
 
  實(shí)施智能監(jiān)測(cè)與補(bǔ)償
 
  隨著工業(yè)4.0技術(shù)的發(fā)展,智能監(jiān)測(cè)與補(bǔ)償系統(tǒng)在熱變形控制中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。通過(guò)在切削區(qū)安裝紅外熱像儀、應(yīng)變片傳感器等多源傳感器,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度場(chǎng)和變形量數(shù)據(jù)。當(dāng)監(jiān)測(cè)到變形量超過(guò)一定閾值時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行補(bǔ)償機(jī)制,如動(dòng)態(tài)調(diào)整切削速度、增加冷卻液流量等。

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