【正文】 不均勻受熱2023年 9月 27日 70山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院磨削長(zhǎng) L、厚 h的板類零件，其熱變形撓度 x根據(jù)圖1025所示幾何關(guān)系計(jì)算如下：由于中心角 很小，故中性層的弦長(zhǎng)可近似視為原長(zhǎng) L，則：又由于 所以 2023年 9月 27日 71山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院圖 1025 工件單面受熱時(shí)的彎曲變形計(jì)算 2023年 9月 27日 72山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院（四）刀具熱變形對(duì)加工精度的影響 刀具的熱變形主要是由于切削熱引起的，傳給刀具的熱量雖不多，但由于刀具體積小、熱容量小且熱量又集中在切削部位，因此切削部位仍會(huì)產(chǎn)生很高的溫升。如高速鋼刀具車削時(shí)刃部的溫度可高達(dá)700℃ ~800℃ ，刀具的熱伸長(zhǎng)量可達(dá) ~ mm。其影響不可忽略。2023年 9月 27日 73山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院圖 1026所示為車削時(shí)車刀的熱伸長(zhǎng)量與切削時(shí)間的關(guān)系。連續(xù)車削時(shí)，車刀的熱變形情況如曲線 A，經(jīng)過約 10~20 min，即可達(dá)到熱平衡，車刀的熱變形影響很??；當(dāng)停止車削后，刀具冷卻變形過程如曲線 B；斷續(xù)車削時(shí)，變形曲線如曲線 C。因此，在開始切削階段，其熱變形顯著；達(dá)到熱平衡后，對(duì)加工精度的影響則不明顯。 2023年 9月 27日 74山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院圖 1026 車刀的熱變形 2023年 9月 27日 75山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院1. 減少熱源的發(fā)熱 （ 五 ）減少和控制工 藝 系 統(tǒng)熱變 形的主要途徑為減少機(jī)床的熱變形，凡是可能分離出去的熱源，如電動(dòng)機(jī)、變速箱、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等，均應(yīng)移出。對(duì)于不能分離的熱源，如主軸軸承、絲杠螺母副、高速運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌副等，則可以從結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑等方面改善其摩擦特性，減少發(fā)熱；也可用隔熱材料將發(fā)熱部件和機(jī)床大件 (如床身、立柱等 )隔離開來。 對(duì)于發(fā)熱量大的熱源，如果既不能從機(jī)床內(nèi)移出，又不便隔熱，則可采用冷卻措施，如增加散熱面積或使用強(qiáng)制式的風(fēng)冷、水冷、循環(huán)潤(rùn)滑等，控制機(jī)床的局部溫升和熱變形。 2023年 9月 27日 76山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院（１）分離（減小 熱 源）： 電動(dòng) 機(jī)，變 速箱，液 壓 ，冷卻系 統(tǒng) 移出。 （２）隔離（ 熱 ）：用隔 熱 材料，阻擋熱 源 傳熱 。 （３） 潤(rùn) 滑：改善磨擦，減少 發(fā)熱 。 （４）散 熱 ，冷卻： 帶 走 熱 量。 隔 熱 和冷卻2023年 9月 27日 77山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院(1)采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu) 將軸、軸承、傳動(dòng)齒輪盡量對(duì)稱布置，可使變速箱箱壁溫升均勻，減少箱體變形。機(jī)床大件的結(jié)構(gòu)和布局對(duì)機(jī)床的熱態(tài)特性有很大影響。以加工中心為例，在熱源的影響下，單立柱結(jié)構(gòu)的機(jī)床會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的扭曲變形，而雙立柱結(jié)構(gòu)的機(jī)床由于左右對(duì)稱，僅產(chǎn)生垂直方向的熱位移，很容易通過調(diào)整的方法予以補(bǔ)償。因此雙立柱結(jié)構(gòu)的機(jī)床的熱變形比單立柱結(jié)構(gòu)的機(jī)床小得多。 2. 用熱補(bǔ)償方法減少熱變形 (均衡溫度場(chǎng) ) 單純的減少溫升有時(shí)不能收到滿意的效果，可采用熱補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ箼C(jī)床的溫度場(chǎng)比較均勻，從而使機(jī)床產(chǎn)生不影響加工精度的均勻變形。 合理的 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) ：2023年 9月 27日 78山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院(1)采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu) 將軸、軸承、傳動(dòng)齒輪盡量對(duì)稱布置，可使變速箱箱壁溫升均勻，減少箱體變形。機(jī)床大件的結(jié)構(gòu)和布局對(duì)機(jī)床的熱態(tài)特性有很大影響。以加工中心為例，在熱源的影響下，單立柱結(jié)構(gòu)的機(jī)床會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的扭曲變形，而雙立柱結(jié)構(gòu)的機(jī)床由于左右對(duì)稱，僅產(chǎn)生垂直方向的熱位移，很容易通過調(diào)整的方法予以補(bǔ)償。因此雙立柱結(jié)構(gòu)的機(jī)床的熱變形比單立柱結(jié)構(gòu)的機(jī)床小得多。 3. 采用合理的機(jī)床部件 結(jié) 構(gòu)減少 熱變 形的影響 合理的 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) ：2023年 9月 27日 79山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院(2) 合理選擇機(jī)床部件的裝配基準(zhǔn)圖 1027所示 為車 床主 軸 箱在床身上的兩種不同的定位方式。因主 軸 部件是 車 床主 軸 箱的主要熱 源，故在 圖 a中，主 軸軸 心 線 相 對(duì) 于裝配基準(zhǔn) H而言，主要在 Z方向 產(chǎn) 生 熱 位移， 對(duì) 加工精度影響 較 ??；而在 圖 b中， y方向的受 熱變 形 對(duì)加工精度的影響 較 大。 2023年 9月 27日 80山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院合理的裝配基準(zhǔn)2023年 9月 27日 81山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院? 空 轉(zhuǎn) 加 熱 或人 為 加 熱 。4. 加速達(dá)到工藝系統(tǒng)熱平衡狀態(tài) 對(duì)于精密機(jī)床特別是大型機(jī)床，達(dá)到熱平衡的時(shí)間較長(zhǎng)。為了縮短這個(gè)時(shí)間，可以在加工前，使機(jī)床高速空運(yùn)轉(zhuǎn)，或在機(jī)床的適當(dāng)部位設(shè)置控制熱源，人為地給機(jī)床加熱，使之較快達(dá)到熱平衡狀態(tài)，然后進(jìn)行加工?；谕瑯釉?，精密機(jī)床應(yīng)盡量避免中途停車。 2023年 9月 27日 82山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院? 恒溫。5．控制 環(huán) 境溫度精密機(jī)床一般安裝在恒溫車間，恒溫室平均溫度一般為 20℃ ，其恒溫精度一般控制在? 177。1℃ ? ，精密級(jí)為 177?！?。 2023年 9月 27日 83山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院QUIZ作業(yè) 討論了哪幾討論了哪幾種內(nèi)應(yīng)力？種內(nèi)應(yīng)力？現(xiàn)象？對(duì)我們有什么啟示和指導(dǎo)意義 ?P250:T3 T4 T6課下作業(yè)：2023年 9月 27日 84山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院Question and Answer Session2023年 9月 27日 85山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院Thanks for your participation!李凱嶺李凱嶺0531866057192023年 9月 27日 86山東大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院The End87謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAIT