臥式帶鋸磨齒機之溫差影響

機床受到車(chē)間環(huán)境溫度的變化、電動(dòng)機發(fā)熱和機械運動(dòng)摩擦發(fā)熱、切削熱以及冷卻介質(zhì)的影響，造成機床各部的溫升不均勻，導致機床形態(tài)精度及加工精度的變化。

例如，在一臺普通精度的數控銑床上加工70mm×1650mm的螺桿，上午7:30-9:00銑削的工件與下午2:00-3:30加工的工件相比，累積誤差的變化可達85m。而在恒溫條件下，則誤差可減小至40m。

再如，一臺用于雙端面磨削0.6～3.5mm厚的薄鋼片工件的精密雙端面磨床，在驗收時(shí)加工200mm×25mm×1.08mm鋼片工件能達到mm的尺寸精度，彎曲度在全長(cháng)內小于5m。但連續自動(dòng)磨削1h后，尺寸變化范圍增大到12m，冷卻液溫度由開(kāi)機時(shí)的17℃上升到45℃。由于磨削熱的影響，導致主軸軸頸伸長(cháng)，主軸前軸承間隙增大。據此，為該機床冷卻液箱添加一臺5.5kW制冷機，效果十分理想。

實(shí)踐證明，機床受熱后的變形是影響加工精度的重要原因。但機床是處在溫度隨時(shí)隨處變化的環(huán)境中；機床本身在工作時(shí)必然會(huì )消耗能量，這些能量的相當一部分會(huì )以各種方式轉化為熱，引起機床各構件的物理變化，這種變化又因為結構形式的不同，材質(zhì)的差異等原因而千差萬(wàn)別。機床設計師應掌握熱的形成機理和溫度分布規律，采取相應的措施，使熱變形對加工精度的影響減少到zui小。

一、機床的溫升及溫度分布

1、自然氣候影響

我國幅員遼闊，大部分地區處于亞熱帶地區，一年四季的溫度變化較大，一天內溫差變化也不一樣。由此，人們對室內（如車(chē)間）溫度的干預的方式和程度也不同，機床周?chē)臏囟确諊Р钊f(wàn)別。

例如，長(cháng)三角地區季節溫度變化范圍約45℃左右，晝夜溫度變化約5～12℃。機加工車(chē)間一般冬天無(wú)供熱，夏天無(wú)空調，但只要車(chē)間通風(fēng)較好，機加工車(chē)間的溫度梯度變化不大。而東北地區，季節溫差可達60℃，晝夜變化約8～15℃。每年10月下旬至次年4月初為供暖期，機加工車(chē)間的設計有供暖，空氣流通不足。車(chē)間內外溫差可達50℃。因此車(chē)間內冬季的溫度梯度十分復雜，測量時(shí)室外溫度1.5℃，時(shí)間為上午8:15-8:35，車(chē)間內溫度變化約3.5℃。精密機床的加工精度在這樣的車(chē)間內受環(huán)境溫度影響將是很大的。

2、周?chē)h(huán)境的影響

機床周?chē)h(huán)境是指機床近距離范圍內各種布局形成的熱環(huán)境。它們包括以下3個(gè)方面。

（1）車(chē)間小氣候：如車(chē)間內溫度的分布（垂直方向、水平方向）。當晝夜交替或氣候以及通風(fēng)變化時(shí)車(chē)間溫度均會(huì )產(chǎn)生緩慢變化。

（2）車(chē)間熱源：如太陽(yáng)照射、供暖設備和大功率照明燈的輻射等，它們離機床較近時(shí)可直接長(cháng)時(shí)間影響機床整體或部分部件的溫升。相鄰設備在運行時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì )以幅射或空氣流動(dòng)的方式影響機床溫升。

（3）散熱：地基有較好的散熱作用，尤其是精密機床的地基切忌靠近地下供熱管道，一旦破裂泄漏時(shí)，可能成為一個(gè)難以找到原因的熱源；敞開(kāi)的車(chē)間將是一個(gè)很好的“散熱器”，有利于車(chē)間溫度均衡。

（4）恒溫：車(chē)間采取恒溫設施對精密機床保持精度和加工精度是很有效果的，但能耗較大。