数控机床热变形分析研究及自动热补偿技术应用

何晓峰 石鑫江 张小雨

摘要：本文对数控机床存在的各种热源进行分析，并提出减少发热量的各种措施。最后，以立式加工中心的Z轴应用自动热补偿技术进行实时补偿为例，取得了有益效果。

关键词：数控机床;热变形;措施;自动热补偿

中图分类号：TG659                                    文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）14-0095-02

0  引言

当今世界，数控机床的使用越来越普及，尤其随着科学技术的发展，制造技术的进步，人们对于数控机床提出了更高的精度、速度要求以满足现代生产的需求。众所周知，影响数控机床精度的因素很多，就机床主机而言由于不同内部、外部热源作用下引起的局部热变形，是造成机床精度变化的重要原因之一。而且由于温度变化引起的热变形对精度的影响是个缓慢不断变化的过程，在生产中也往往容易被使用者所忽视。

1  机床热源存在形式

众所周知，热变形的基本过程是热源→温升→热变形。研究机床的热误差，必须首先明确机床各个发热源。机床加工运行过程中的各种热源包括：①数控机床所处的空间环境对于机床热变形存在较大影响。例如，机床所处位置存在局部光照情况，机床在长时间日照下将引起局部温升，从而产生温差引起热变形，最终影响精度。②机械接触部件的局部发热。比较常见有主轴轴承发热、丝杆轴承发热、丝杆螺母发热等。具体表现为两个零件间相互接触运动，由于摩擦力的存在导致运动部件产生大量热量，引起局部温升造成热变形。……