精密加工中,如何對環境溫度(dù)進行補償(cháng)?
在精密加(jiā)工http://www.xjssy.cn/過程中,環境溫(wēn)度的變化會對加工精度產生顯著影響。為了確保加工質量,需要采取一係列措(cuò)施來對環境溫度進(jìn)行補償。以下是一些(xiē)常見的方法:
1.溫度控製環境
恒溫車間:建立恒(héng)溫(wēn)車間,通過空調係統保持車間內的溫度穩定。通(tōng)常(cháng),精密加工車間的溫度控製在20℃±1℃範圍內(nèi)。
局部溫度控製:對於某些高精(jīng)度設備,可以采用局部溫度控製係統,如使用恒溫水循環係統來冷卻或加熱特(tè)定部件。
2.材料熱膨脹係數補償
材料選擇:選擇熱膨脹係數低的材料,如某些合金(jīn)鋼和陶瓷材料,以減少溫度變化對尺寸的影響。
熱膨脹係數測量:精確測量所用材料的熱膨脹係數,並在設計(jì)階段考慮這一(yī)因素,通過計算補償加工誤差。
3.傳感器與實時(shí)監測
溫度傳感器:在加工區域安(ān)裝高精度溫度傳感器,實時監測環境溫度和關鍵部件的(de)溫度。
反饋控製係(xì)統:將溫度傳感器的數據實時傳輸到控製係統,通過軟件算法自(zì)動調整(zhěng)加工參(cān)數(shù),如進給速度、切削(xuē)深度等。
4.預處理(lǐ)與預熱
工件(jiàn)預熱:在(zài)加(jiā)工前對工件進行預熱,使其達(dá)到與環境溫度一致的(de)狀態,減少溫度梯度帶來的變形。
機床預(yù)熱:開機(jī)後先(xiān)讓機床空轉一段時間,使(shǐ)各部件(jiàn)溫度均勻,避免因溫度不均導(dǎo)致的誤差。
5.數學模型與軟件補償(cháng)
建立數學模型(xíng):根據溫度變化對加工(gōng)精度的影響(xiǎng),建立數學模型,預測不同溫度下的加工誤差。
軟件補(bǔ)償:在數控係統中集成溫度補償功能,根據實時(shí)溫度數據調整加工路徑和參數,實現動態補(bǔ)償。
6.工藝優化
加工順序優(yōu)化(huà):合理安排加工順序,盡量減少溫度變化對後續工(gōng)序的影響。
冷卻液管理:使用冷(lěng)卻液時,注意冷卻液的溫度和流量,確保其在合理範圍內,避免(miǎn)過(guò)度冷卻或過熱。
通過上述方法,可(kě)以有效減少環境溫度變(biàn)化對精密加(jiā)工精度的影響,提高產品質量和生產效率。
溫度波動是造成(chéng)公差較(jiào)高的零件測(cè)量誤差的最(zuì)常見原(yuán)因之一(yī)。隨著(zhe)生(shēng)產公差變得越來越緊,測量結(jié)果的(de)誤差幅度不斷縮小,這是用(yòng)戶在檢查過程中可能需要考(kǎo)慮的一個重要問題。
這是一個自然的物(wù)理現象:大多數材料在加熱時膨脹,在冷卻時再次收縮。生(shēng)產計量中測試程序的目的是確定(dìng)工件的實際尺寸。雖然標(biāo)準化溫度測量用於校準的(de)基礎自1930年代以來一直存在,但在現(xiàn)實世(shì)界的製造環境中,這通常不會(huì)使用。另一種開始糾正這些錯(cuò)誤的方法是考慮實現測量係統(tǒng),以監控工件的溫度並糾正(zhèng)測量值。
許多質量管理人員認為,任何熱膨脹尺寸偏(piān)差要測量工件的補償。所有組件(jiàn)都在同樣的範圍(wéi)上膨脹或收縮,以便最終結(jié)果是正確的。
實際上,情況可能並非如此。測量(liàng)裝置、基準和工件——測量係統的三個硬件組件,可以由不同的材料製成,所以它們在受熱時的(de)行為也不(bú)同,即(jí)使它們(men)都有相同的溫度。然而,各個部件的(de)溫度實際上可能會有所不同:
剛從幹加工過(guò)程中出來的工件溫度可能會高幾度,而且會(huì)持續幾個小時。
用冷卻劑處理過的部件溫度可以更(gèng)低(dī)。
測量裝置或測量基準(zhǔn)可以在陽光(guāng)直射下或加熱或冷卻(què)下放在工作(zuò)台上,因此更熱或更涼。
房間內的(de)溫度分層會導致地板附近和高架子上(shàng)的部件之間的溫度差異。
部件的相對質量也會有所(suǒ)不同:例如,電動(dòng)機需要花費更長的時間來平衡到環境溫度。
在某些情況下,測量裝置和(hé)工件的熱波動也會產生相反的影響,增加測量誤(wù)差而不是補償它。例如,高溫會使鑽具的接觸時間變長。這反過來又使內部直(zhí)徑小於實際測(cè)量的(de)直(zhí)徑(jìng)。另一方(fāng)麵,薄(báo)壁零件的內徑在更高的溫度下變得更大。
使用剛來校準室且不穩定到製造區域溫度可以產生抵消。
如前所述,一些製造企(qǐ)業試圖通過控製房間環境來解決這個問題。例如,這包括(kuò)安裝先(xiān)進的供暖(nuǎn)、通風和空調控製或進行(háng)廠房改造。這些措施在校(xiào)準室和(hé)測量實驗室是有效的,但(dàn)在(zài)車間(jiān)是無效的。這些房間或建築物太大,而且有太多的熱發電設備或機器(qì),因此,總體上有太(tài)多的(de)變數。
一種較好的方法是根據已知的膨脹係數測(cè)量零件、主件(jiàn)和工(gōng)件的溫度,並補償熱變化。
今天的用戶可編程的測溫軟件和小型熱傳(chuán)感器的使用,在檢查時使(shǐ)用這些組(zǔ)件並補償溫度(dù)是比較容易實現的。
補償(cháng)係統可以(yǐ)針對(duì)不同部件的不同膨脹係數(shù)進(jìn)行編程,其(qí)結果被輸入到一個算法中,該算法可以生(shēng)成一個溫度補償的測量結(jié)果(該算法(fǎ)可以內置額外補償因素(sù),以糾正計量幾何中的不正(zhèng)常(cháng)的尺寸、工件表麵(miàn)和內部(bù)溫度之間的差異,以及類似的變量)。這樣的係統通常(cháng)會將溫度引起的誤差減少(shǎo)90%到95%,這是大多數企業都能接受的數字。
許多基(jī)於軟件的測量係統允許測量任務的配置和測量溫度數據的輸入,從測量表和零件(jiàn),以(yǐ)補償在(zài)標準溫度下的部件尺寸。
精密加工(gōng)中,如何對環境(jìng)溫度進行補償?
12-01-2024
