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阀门专用机床热源分析及发热机理研究

随着阀门专用机床向着高速、高精度和柔性自动化的方向的迅速发展，对数控机床的加工精度和可靠性提出了更高的要求，改善数控机床的热态性能，己经成为数控技术发展中十分重要、迫切需要解决的研究课题之一。
据统计在精密加工过程中由于工艺系统热变形引起的加工误差占总加工误差的40%-70%，其中机床的热变形误差占的比重很大。在高速和超高速机床中由于采用电主轴部件，主轴系统各零件的刚度和精度都很高，负荷相对较小，主轴因受力产生的弹性变形所引起的加工误差很小，热变形引起的热误差非常显著，已经达到零件总加工误差的60%-80%。与刀具和工件热变形产生的误差相比较，由于机床的热源分布和结构都比较复杂，因此要简单、准确、快速地计算机床部件的温度场、热变形和热误差相对比较困难。机床的热特性研究和热误差的防治是当今精密和超精密加工技术研究的主要方向之一。
阀门双面机床在运行过程中，由于工艺系统受到摩擦热、切削热和环境温度等因素的影响而温度升高，产生变形，因而改变了部件之间原先的相对位置，破坏其相对运动的正确性，导致尺寸发生变化，使机床精度降低。机床的热变形，是指机床在工作过程中由于摩擦、运动等发热，导致机床零部件膨胀变形的现象，是工艺系统热变形的主要体现。
阀门专用机床中花键轴的特点：齿廓为渐开线，受载时齿上有径向力，能起自动定心作用，使各齿受力均匀，强度高寿命长，加工工艺与齿轮相同，易获得较高精度和互换性。滑动轴承的损伤与作用、维修因素关系极大，要预防滑动轴承的损伤，必须从使用和维修人手。
（1）阀门专用机床严防主轴起动后立刻切削在正常情况下，会有一定量的润滑油留存在轴承中，它可供主轴短期起动和怠速时润滑之用。但是，当主轴转速超过1000r/min时，就需要有真正的润滑油流。当主轴起动时，至少需要15~30s才能在润滑系中形成油流和油压。如果起动后，在2s之内便向砂轮施加最大切削压力，换句话说，轴承在10秒之内处于无润滑状态，还要以较高的速度、较大的压力运转，因此，很容易引起轴承损伤。为了避免在起动时损伤轴承，应当切记：磨床主轴在开车后，至少在30s内不允许进行磨削。
（2）阀门专用机床定期检查润滑油，必要时添加或更换润滑油的严重不足，会造成轴承的过度磨损，甚至引起烧瓦。因此在机械的使用过程中，应及时检查润滑油的储存量，不足时予以添加。
润滑油的粘度对轴承的润滑影响很大，要根据磨床主轴起动时的温度（而不是运转时可能达到的温度）来选择润滑油的粘度等级，因为润滑油的粘度对轴承的润滑影响很大。要根据磨床主轴起动时饿温度（而不是运转时可能达到的温度）来选择润滑油的粘度等级，因为润滑油的粘度对动期的影响极大，当采用推荐的润滑油时，起动期轴承损伤的可能性就小。
在机械使用过程中，还应定期检查润滑油的质量。润滑油变质，润滑作用会降低，将给机械的工作带来危害，因此，在使用中必须注意检查润滑油的质量，必要时予以更换。
（3）适时进行滤清器的保养使润滑油的滤清器经常处在良好的技术状态，对预防轴承损伤有极大的作用。
（4）定期进行轴承的检查、调整轴承的检查可分为不解体检查和解体检查两种。
实践证明，造成机床热变形最主要的热源是外部热源和内部热源。外部热源指环境温度的变化和各种辐射，如阳光、照明、人体体温等。周围环境的温度，随气候及昼夜温差的变化而变化，通过空气对流和热辐射使机床及工件的温度也发生变化。外部热源导致的温升虽小，不会导致机床高温，却造成机床温度场分布不均匀，成为机床热变形的重要原因。
机床中的内部热源包括设备运行中的运动副产生的摩擦热，加工中的切削热和动力源的发热。机床有各种运动副，如主轴部件的滚动轴承、工作台与导轨、丝杠与螺母等，运动件之间的相互运动产生的摩擦力，从而引起摩擦热而形成热源。切削热是在加工切削过程中产生的，通过热传导传入工件、刀具和切屑，产生热量的大小主要取决于被切削材料的性质及切削用量的大小。根据加工方法的不同，传入刀具、机床和切屑的热量比将不同，传入机床的切削热引起机床部件的温升和热变形。另外，电机本身的发热和液压系统的发热，也成为机床一个重要的发热源。在三面数控镗孔专用机床运转过程中，驱动机床运动的各种电机、液压泵和液压系统的能量消耗，除一部分转换为所需要的动能外，还有一部分转化为热能，成为机床部件热源的一部分。
河北禹创重工机械有限公司（http://www.hbyc982.com）阀门专用机床，阀门单面数控镗车床，三面数控镗孔专用机床，消防栓专用机床操作简单、便于操作、每个工人可同时操作两台机床，为客户节省了人工，提高了效率，是阀门、沟槽管件生产厂家最为理想的高效生产设备。

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