加工中心厂家的立式加工中心主轴高速发热的精度分析

加工中心厂家的立式加工中心主轴高速发热的精度分析：

(1)立式加工中心主轴瞬态温度场
立式加工中心心使用 FLIＲ 红外热像仪对测试部位进行测量时，需确定被测物体的发射率、反射温度、测量距离和环境的相对湿度。由于红外热像仪对被测物体表面的反射率等较敏感，因此需在关键点处贴上胶布，降低表面反射率，同时可以使表面反射率具有一致性，提高测试精度。 除利用温度传感器对敏感位置进行温升测试外，辅以红外热像仪对空运转试验进行温度场采集，可有效了解温度分布状况以及主要热源的热平衡状况。瞬态温度场关注系统的温度随时间变化情况
整个试验过程中主轴上主要关键点的温度随时间变化情况见图 。从图中曲线的走势看，主轴系统在开始的一个小时的时间里温度上升较快，接下来的一个小时里温升较缓和，然后趋于稳定状态。由温升曲线可知，在主轴以 3000r/min 连续运转 4 个小时期间，主轴轴端的温升较为一致，主轴温升较快，温升大概 10℃左右。图 7 是温度传感器的温度—时间曲线，图中最下部的曲线表示环境温度，由图中温度测点 1—5 温度—时间变化曲线可见，温升趋势明显，并且不同测点具有相同的变化趋势。主轴温升和热变形在经过2 h 10 min 后基本达到热稳定，与中小立式加工中心一般 4 h的平均热平衡时间相比，被测立式加工中心更快达到热稳定，立式加工中心的热态性能优异。另外，与热像仪测试获得的温升曲线比较发现，两种温度测量方式得到的结果一致。

(2)立式加工中心主轴热变形
测试时，立式加工中心主轴安装一热敏感较低的检棒，热变形测试时每隔 10s 采集一次数据。主轴热变形试验数据受检棒本身精度及检棒和立式加工中心主轴连接后的装配精度影响很大，检棒与主轴连接后，其随主轴旋转的跳动(包括径向跳动和端跳)越小，测试结果的精度越高;反之则会降低测试精度。主轴热变形测试使用 API 主轴误差测试和分析系统，系统自带温度传感器。在整个测试过程中，主轴在 X 方向的热变形分别为:近主轴端在立式加工中心设计中应注意改善结构，优先考虑对称布局，并且可通过加大热敏感方向的通风、冷却来达到抑制目的。此外，也可在热敏感方向布置热源，通过热平衡方法达到变形的抵消。