滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工热变形误差的研究.docx

滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工热变形误差的研究
摘要：滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工是一种高速加工技术，能够快速地制造出精密的零件。然而，由于高速加工时会引起热变形误差，因此需要进一步研究其机理及影响因素。本文通过回顾滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工的特点、研究现状及机理分析，探讨热变形误差的原因及其影响因素，并提出了解决办法。
关键词：滚珠丝杠；高速旋风硬铣削加工；热变形误差；机理分析
一、引言
随着工业生产的不断发展，对高精度、小尺寸、高效率的零部件的需求日益增加，因此高速加工技术逐渐成为制造业的主流技术之一。滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工作为一种高速加工技术，具有高效率、高精度、无切削粘着、毛刺少等特点，被广泛应用于航空、汽车、电子等领域。然而，在高速加工中，由于加工温度的升高，材料的热膨胀系数也会随之增加，从而引起热变形误差，影响加工精度。因此，需要进一步研究滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工中的热变形误差。
二、滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工的特点
滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工是一种高速强力加工技术，其特点如下：
1.高速：滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工的切削速度通常在1000~3000m/min之间，因此其加工效率极高。
2.强力：钨钢、高速钢等硬质材料可以被快速加工，在借助于高速旋风空气流的带动下，刀具能够产生强大的切削力，并在短时间内将工件材料削除。
3.精度高：由于滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工的切削速度非常高，可以使得加工表面不受热影响，从而可以保证加工精度。
4.无切削粘着：滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工采用空气冷却，在加工过程中使用空气进行散热降温，降低了机床表面温度，减小了切削粘着的可能性。
三、研究现状及机理分析
针对滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工中的热变形误差，目前已有一定的研究现状及机理分析。
1.热变形误差的原因
热变形误差是由于工件材料在高速加工过程中受热膨胀，导致工件尺寸发生变化，引起加工精度下降。其主要原因有以下几点：
1.1材料的热膨胀系数
当材料受热时，其长度和体积会发生变化，即产生热膨胀。而材料的热膨胀系数与材料的物理性质、化学成分等相关。
1.2加工速度的升高
随着加工速度的升高，切削加工时系统的加工温度也会相应升高，导致机床和工件受热，进而引起热膨胀，产生变形。
1.3切削力的作用
受到切削力的作用，工件会发生弯曲、扭曲等变形，从而引起加工精度下降。
2.热变形误差的影响因素
热变形误差的影响因素具有复杂性和多样性，主要包括以下几个方面：
2.1加工参数
加工参数是决定加工效率和精度的重要因素，包括切削速度、进给速度、切削深度等。不同的材料、刀具和加工参数会引起不同的热变形误差。
2.2工作环境
工作环境也会对加工精度产生影响，特别是高温环境，容易引起机器的热膨胀和变形，从而影响加工精度。
2.3材料的选择
不同材料的热膨胀系数和热导率不同，影响工艺参数的选择和加工精度。
2.4刀具的选择和制造
刀具的材料和制造工艺也会影响热变形误差，刀具的选择和制造过程必须保证其质量和精度。
3.降低热变形误差的解决方案
由于热变形误差影响加工精度，因此需要采取措施降低其产生。以下是一些提高加工精度、降低热变形误差的解决方案：
3.1降低加工温度
通过使用冷却剂、加工液或空气冷却等方法，能够有效地降低加工温度，提高加工精度，减小热变形误差。
3.2优化刀具形状和加工参数
通过优化刀具的形状和加工参数，能够降低热变形误差，并提高加工精度。
3.3选择合适的材料
选择合适的材料，能够有效地降低热变形误差，提高加工精度。
3.4控制机器的温度
通过给机器安装散热器或其他降温装置，能够更好地控制机器的温度，以保证制造出精密的零件。
四、结论
滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工是一种高速强力加工技术，具有高效率、高精度、无切削粘着、毛刺少等特点，能够加工出精密的零部件。然而，在高速加工时会引起热变形误差，降低加工精度。因此，必须采取措施降低热变形误差，提高加工精度。控制加工温度、优化刀具形状和加工参数、选择合适的材料和机器降温均能够有效地降低热变形误差，在滚珠丝杠高速旋风硬铣削加工中取得更好的加工效果。