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技術專欄
2024.03.14

加工中心加工時溫度如何影響零件的位置精度?

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  加工中心加工時,溫度對零件位置精度的影響主要體現在以下幾個方面:

  1.材料熱脹冷縮:大部分機器組合成分,如鋼材、鑄鐵等,會根據室溫以及機器本身產生的熱量改變形狀與長度。這種變化的具體量取決于材料及溫度的變化值。例如,鋼材在溫度每變化1°℃時,其長度每米會產生12μm的變化。這種熱脹冷縮現象會對零件的位置精度產生影響。

  2.檢測誤差:如果工件和檢測使用的檢測儀表以及量規使用不同材料制成,并且檢測時沒有處于標準溫度條件下(通常為20°C),那么與標準溫度的偏差將始終是產生檢測誤差的一個重要因素。這種誤差會進一步影響零件的位置精度。

  3.機床溫度變化:溫度的變化不僅會影響工件,還會影響機床本身。例如,機床本體的溫度變化會導致加工中心的底座、鞍座工作臺等部件有相應的尺寸變化。這種變化在某些情況下可能會與工件的溫度變化產生的誤差相互抵消,但由于不同材料的熱膨脹系數差異和機床本身的設計結構影響,這種誤差并不容易確定。

  加工中心加工時溫度如何影響零件的位置精度?比如可以將圖下中的工件、夾具、工作臺看成一個剛體,即工作臺的移動會帶動整體一起動。絲杠受熱向右伸長之后,孔距a與孔距b的尺寸也要發生變化,但是由于a、b距離較短,影響也小。假設銷孔中心是工件坐標系X軸在機床冷態時測量的原點位置,絲杠受熱伸長之后,原點位置也向右移動△X,此時加工左邊的孔時,孔中心到銷孔中心的孔距就是a+△X,而右邊孔到銷孔中心的距離是b-△X。換句話說,定位基準左側的孔到定位基準的距離增加,右側相反。

加工工件圖片

  為了減小溫度對零件位置精度的影響,加工中心的主體結構在設計時需要考慮熱平衡性,確保在溫度變化后,結構能夠保持對稱和穩定,避免非預期的熱膨脹。此外,加工高精度產品時,生產車間需要保持恒溫,工件在加工前也需要進行等溫處理,以消除溫度差異對精度的影響。總的來說,溫度是影響加工中心加工零件位置精度的重要因素之一,需要在設計、制造和加工過程中充分考慮并采取相應的措施來減小其影響。


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