柳　超，李郝林

(上海理工大学 机械工程学院，上海 200093)



环境温度波动对磨床立柱几何精度的影响

柳超，李郝林

(上海理工大学 机械工程学院，上海 200093)

针对环境温度波动的变化造成机床热误差从而影响其加工精度的问题，以实验室某磨床立柱为研究对象，采用有限元分析法对不同环境温度波动下的磨床立柱的温度场和热变形情况进行了仿真分析，进而得到了环境温度波动幅值和频率对其几何精度的影响规律。研究结果表明，当环境温度波动幅值为2 、波动周期为2/3 h时，立柱导轨的垂直度热误差<1 μm，直线度热误差<0.5 μm。在保证磨床加工精度的同时，可大幅减小车间温度控制的难度，节约能源。

环境温度；磨床立柱；有限元；热误差

在数控机床的各种误差中，热误差已经成为影响零件加工精度主要来源，减少热误差是提高数控机床加工精度的关键。对机床而言，存在众多热源，根据英国伯明翰大学Peklenik教授的统计表明，由机床热变形引起的热误差占机床误差的40%～70%[1]。机床热源可分为内热源和外热源，内热源为机床运行或加工过程中产生的热量，如主轴旋转、导轨往复运动以及切削时的切削热等；外热源指机床外部环境，如日光的照射和车间环境温度的变化[2]。

磨床立柱作为机床的基础件，在环境温度这一外热源的影响下会产生热变形，使导轨的几何精度降低，导致磨削齿轮中心线偏移，影响加工精度。关于环境温度对机床的影响，国内外学者做了大量研究。闫占辉[3]和曹毅[4]研究了环境温度的变化对床身导轨几何精度的影响，但研究方法基于实验统计，耗时长，且未考虑不同的环境温度变化幅值、周期对机床精度的影响。……