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数控机床进给系统冷却技术 - 加工中心

滚珠丝杠副处于进给系统传动链的末级,起到周详传动和定位的作用,是精工机床和加工中心的要害部件,它的传动误差将直接影响到机床的定位精度。在滚珠丝杠高速化后,由于存在滚珠之间、滚珠与滚道以及两端支撑轴承和驱动电动机多处摩擦作用,滚珠丝杠温升不成避免。并且滚珠丝杠为细长件,温升会降低丝杠的轴向刚度并造成丝杠热伸长,影响定位精度。从设计方面改善滚珠丝杠的热特性主要采用3种方式。1)将丝杠预拉伸,预拉伸量可略大于热伸长量,以提高丝杠的轴向刚度和减小丝杠启动和住手瞬间弹性变形。2)加大散热的强制冷却的布局设计,如空心丝杠、螺母冷却布局和支撑轴承的冷却布局。3)选择合适黏度指数的润滑油及充实供油以减小摩擦力矩。 导轨发热使导轨产生膨胀变长和微翘等变形,这将直接导致机床加工刀具分支的扭转和倾斜,从而影响加工精度。导轨发热是因为两个滑块在导轨上的直线运动摩擦所致。这两个移动热源发热量由承载压力和滑块移动速度决定。传统导轨的散热方式主要有两种方式,即自然对流(导轨外表面与空气之间的热交换)和导轨表面使用润滑脂(油)进行润滑和冷却。近年来,在一些机床上呈现了新的导轨布局设计,导轨内部设计有冷却循环孔道,并产生了导轨镶注冷却水管工艺等相关工艺技术。 除上述机床要害零部件冷却技术外,对于整个机床或要害部件可采用热源温度场平衡技术,操作人工热源,促使机床缩短温升平衡过程,减少加工过程中温升场变化,以达到不变热态加工精度的目的。上述冷却方式设计好以后,基本都是以固定参数运行,实际上如何按照环境与加工工况的温度变化调整冷却工质的参数,从而实现冷却系统控制的智能化仍是一个没有解决的问题。
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