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高精度数控机床主轴系统热误差的控制方法摘要：数控机床在现代工业中扮演着重要的角色，而主轴系统是数控机床的核心部件之一。
主轴系统的热误差是影响加工精度的重要因素之一。
本文主要介绍了主轴系统热误差的形成原因及其控制方法，以提高数控机床的加工精度。
关键词：数控机床；主轴系统；热误差；控制方法一、引言数控机床在现代工业中扮演着越来越重要的角色，其高精度、高效率的特点，使其在航空、航天、武器、汽车、电子等领域得到广泛应用。
而主轴系统是数控机床的核心部件之一，其精度和稳定性直接影响到加工质量和加工效率。
主轴系统的热误差是影响加工精度的重要因素之一，因此如何控制主轴系统的热误差，提高数控机床的加工精度，是当前数控机床研究的热点之一。
二、主轴系统热误差的形成原因主轴系统热误差的形成原因主要有以下几个方面：1、主轴轴承的热膨胀主轴轴承在高速旋转时，由于摩擦产生的热量会使轴承内部温度升高，从而导致轴承的热膨胀。
热膨胀会导致轴承的内部结构产生变形，从而影响主轴的旋转精度和稳定性。
2、主轴轴心的偏移主轴轴心的偏移也是主轴系统热误差的一个重要原因。
在加工过程中，由于主轴受到的切削力和摩擦力的作用，会产生热量，从而使主轴轴心发生微小的偏移。
这种偏移会导致加工件的位置和形状发生变化，从而影响加工精度。
3、主轴箱体的热膨胀主轴箱体在加工过程中也会受到热量的影响，从而导致热膨胀。
主轴箱体的热膨胀会导致主轴轴心的位置发生变化，从而影响加工精度。
三、主轴系统热误差的控制方法为了控制主轴系统的热误差，提高数控机床的加工精度，可以采用以下控制方法：1、采用高精度轴承采用高精度轴承可以减少轴承的热膨胀，从而提高主轴的旋转精度和稳定性。
同时，高精度轴承还具有耐磨、耐高温等优点，能够提高主轴的使用寿命。
2、采用陶瓷主轴陶瓷主轴具有高强度、高硬度、低热膨胀系数等优点，能够有效地控制主轴轴心的偏移和主轴箱体的热膨胀，从而提高加工精度。
3、采用主轴冷却系统主轴冷却系统能够有效地降低主轴的温度，减少主轴轴承的热膨胀，从而提高主轴的旋转精度和稳定性。
数控机床主轴热误差的测定及研究余乐荣;丁晓红【摘要】针对数控内外圆磨床K-C33的热误差问题,进行了以下工作:(1)把机床电主轴做为分析目标,简单了解了电主轴的结构布置,熟悉了电主轴生热来源和相关解决方法,并对电主轴发热及传热进行了一定的计算,对电主轴热特性进行了一定的分析研究.(2)以实验测得的数据为基础,对实验的4个测点的温度变化进行了详细的分析,并以此来观察温度变化的原因,从而为后续工作提供相关依据.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2019(057)004【总页数】4页(P81-84)【关键词】数控机床;电主轴;热误差;主轴散热;电主轴温度【作者】余乐荣;丁晓红【作者单位】200093上海市上海理工大学机械工程学院;200093上海市上海理工大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TG581+.10 引言现代制造业正朝着高速高精的方向发展[1]，而制造技术对数控机床的加工精度与可靠性的要求也在不断提高[2]。
研究表明，在进行精密加工时，数控机床产生的误差中占比最大的就是热变形误差[3]，而且热误差所占比例随着机床精度的提高而增大。
对热误差进行精确控制非常重要。
本文针对数控机床主轴热误差进行了一系列的实验测定与数据计算分析，为后续工作提供了相关依据。
1 数控机床主轴热性能分析本文研究对象是数控内外圆磨床K-C33。
在高速高精度加工条件下，电机生热和主轴轴承摩擦热成为机床热误差的主要热源。
数控机床加工中产生的热误差会严重影响数控机床的精度。
数控机床改善热误差主要措施有以下3种：（1）温度控制法，即控制机床的温度。
（2）热误差预防法，即采用一定的措施与手段，在设计制造阶段，考虑热误差的影响因素，尽可能减小热误差。
但是由于处在设计制造阶段，需要提供硬件与相关技术的支持，这一举措不免增加成本，从而降低经济收益。
同时由于有关技术的限制及发展不足，这些手段并不能完全解决热误差的影响，存在着很大的缺陷。
数控机床热误差测量与分析数控机床热误差测量与分析摘要：数控机床热误差是影响加工精度和加工质量的关键因素之一。
本文通过测量与分析数控机床的温度变化和热误差，探讨了数控机床热误差的产生原因以及对加工精度的影响。
在此基础上，提出了一些改进措施，以减小数控机床的热误差，提高加工精度和加工质量。
关键词：数控机床；热误差；温度变化；加工精度1. 引言数控机床是现代制造业中不可或缺的重要设备，其加工精度直接影响着工件的尺寸精度和几何形状。
然而，由于数控机床在工作过程中产生的热效应，往往会导致机床的热误差，从而影响加工的精度和质量。
因此，对数控机床的热误差进行测量与分析，是提高数控加工精度的关键。
2. 测量与分析方法2.1 温度采集系统为了测量数控机床的温度变化，需要搭建一个可靠的温度采集系统。
该系统应包括温度传感器、数据采集器以及相关的软件。
温度传感器可安装在数控机床关键部位，如主轴、滑轨等位置，以获取机床不同部位的温度数据。
数据采集器将传感器采集到的温度数据传输到计算机，通过相关软件进行数据处理和分析。
2.2 温度变化实验为了获得数控机床的温度变化规律，可以进行以下实验。
首先，使机床处于运行状态，并保持一定时间。
然后，通过温度采集系统获取机床关键部位的温度数据，并记录下来。
实验过程中，应注意控制环境温度和湿度，以避免外部干扰对实验结果的影响。
3. 热误差分析3.1 温度分布分析通过分析实验中获得的温度数据，可以得到数控机床的温度分布图。
据此，可以分析机床不同部位的温度变化情况，判断温度梯度大小，以及温度异常情况等。
同时，还可以通过对不同部位温度的变化趋势进行比较，判断机床是否存在热传导不均匀等问题。
3.2 热效应分析数控机床的热效应是指机床在工作过程中，由于零件加热、切削热等因素导致的机床温度升高，从而引起机床结构产生热变形，进而导致加工误差的变化。
通过对热效应的分析，可以了解机床热误差的产生原因，并找到其与加工误差之间的关联性。
收稿日期：2018-04-02基金项目：国家科技重大专项（2013ZX04011-011）作者简介：史安娜（1964 -），女，辽宁沈阳人，教授，硕士，研究方向为先进数控技术及应用。
数控车床主轴热变形误差检测及改善措施Thermal deformation error detectionand improvement measures for spindle of CNC lathe史安娜1，曹富荣1，刘斯妤1，马晓波2SHI An-na 1, CAO Fu-rong 1, LIU Si-yu 1, MA Xiao-bo 2（1.沈阳理工大学 机械工程学院，沈阳 110159；2.沈阳机床(集团)有限责任公司，沈阳 110142）摘 要：热变形误差是影响高速高精密数控机床加工精度的主要因素，对机床主轴热变形进行检测与研究显得至关重要。
以CAK3665数控车床主轴为研究对象，运用传热学经典理论对主轴系统的热源分布以及传热方式进行了介绍，并通过FLIR红外热像仪测温技术和激光测距技术对主轴温升与车床热变形进行了测量与研究，测得主轴中速连续运转270min时达到稳定温升，温度对主轴轴向的热伸长误差的影响大于主轴径向的热变形误差。
最后，根据测量结果提出减小主轴热变形的措施。
研究工作为车床主轴的进一步改进设计和热变形补偿提供依据。
关键词：数控车床；热变形；红外热像仪；激光测距中图分类号：TH161+.4;TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2019)01-0001-040 引言随着数控机床高精密加工技术的广泛应用，对数控机床加工表面质量、加工精度方面的要求也日益提高，机床的高速化、精密化成为一个不可阻挡的发展趋势。
在精密加工中，热变形误差在高端数控机床误差中占到[1]，越精密的机床，热误差在机床总误差中所占的比重越大，热误差已成为影响机床加工精度的主要误差来源。
主轴作为高精密数控加工中心机床的最重要零部件之一，其热变形是构成机床总热变形的最重要的影响因素，它的性能好坏对机床加工产品的质量、加工精度的影响很大。
故障维修— 228 —试论卧式数控加工中心主轴热误差问题张中秋（山东威达重工股份有限公司 山东 枣庄 277500）摘 要：在当前新市场经济常态下，卧式数控机床的应用在降低人力、物力和财力损耗的同时，也为企业可持续发展目标的实现奠定了良好基础，但纵观在当前新市场经济常态下，随着企业规模和数量的持续增加，企业市场竞争也愈演愈烈，作为数控机床的关键部件之一——主轴热误差问题的存在，给企业整体发展而言造成了极为不利的影响。
鉴于此，本文主要针对卧式数控加工中心主轴热误差测量及数据分析，对热误差有效控制措施进行了系统化剖析，由此为企业预期发展目标的实现创造良好条件。
关键词：卧式数控机床；加工中心；主轴热误差；数据分析；防控手段在卧式数控机床作业过程中，热性能对于加工作业的稳定性和可靠性有着重要影响，而随着近年来工业化建设进程的不断加快，数控机床应用范围在持续增加的同时，主轴热误差问题的存在在很大程度上严重影响了加工的精准度，为此加大对卧式数控加工中心主轴热误差问题的深入探讨，是推动企业进一步发展的重要战略基础。
1 卧式数控加工中心主轴热误差数据剖析作为卧式数控机床的重要部件，主轴在调控机床加工精密度控制以及智能化发展方面发挥了重要作用，而近年来随着企业作业量的持续增加，在生产过程中由于机床热变形引发的误差问题成为了现阶段精密机床主要误差来源之一，给企业整体发展造成了极为不利的影响，因此对卧式数控加工中心主轴热误差数据进行系统化和合理化剖析是十分必要的。
1.1 卧式数控加工中心主轴热误差测量方式经大量调研数据分析可知，卧式数控加工中心内部轴承在高速运转时会形成大量热，进而导致主轴发生形变，在进行测量过程中倘若工作人员依据采取传统测量方式，在影响整体测量数据结果精准度的同时，企业整体发展也势必受到了一定影响。
就目前来看，为从根本上有效地规避上述问题，在进行测量过程中，工作人员需采取恰当的手段和方式方法对主轴热误差进行测量，具体而言就是在测量时，工作人员需依据主轴热误差综合特征描述矩阵，构建热误差测量系统（系统的构成模块主要包括多通道数据采集模块、温度传感器、位移传感器、热成像仪和测量数据同步显示模块），通过采取“接触与非接触组合”的方法对主轴温度场进行数据测量。
高精度数控机床主轴系统热误差的控制方法
随着国家经济的发展，现代化工业设备的需求也越来越大，高精度数
控机床正是这方面的代表之一。
而在高精度数控机床的使用过程中，
主轴系统的热误差是影响其加工精度的重要因素之一，因此如何掌控
热误差，成为了很多研究者所关心的焦点。
下面，我们将围绕这一问
题阐述“高精度数控机床主轴系统热误差的控制方法”。
1、热误差的产生与影响
高精度数控机床主轴系统在长时间高速旋转的过程中会因碳化、疲劳、膨胀等原因，导致温度升高、形状和位置产生变化，进而引起加工精
度下降、加工质量降低等问题。
2、热误差的控制方法
（1）降温法：采用液体、气体等冷却介质，将主轴系统的温度降低到
一个安全、稳定的工作状态，从而减少热误差的产生。
该方法应用广泛，但是应注意冷却介质的类型、流速、冷却部位以及冷却时间等参
数的选择和控制。
（2）补偿法：通过获取温度值和相应的位置偏移量等参数，进行有针
对性的补偿控制，从而达到减小热误差的目的。
常用的补偿方法有基
于桥式传感器的热补偿方法、基于直接测温的热补偿方法和基于镜片
软件补偿的热补偿方法等。
（3）结构优化法：通过选用高质量、耐热、不锈钢等材料，改善主轴
系统的结构形式，增加散热面积和散热量等措施，减小主轴系统温度上升幅度，从根本上解决热误差问题。
3、总结
在高精度数控机床加工领域，主轴系统的热误差是一项需要被高度重视和控制的要素，而采用合理的降温、补偿和结构优化等方法，是实现高精度加工的重要手段。
当然，在具体的使用中应综合考虑其适用性、可靠性、实施难度等多个因素，确保热误差控制的有效性和稳定性。
