一、雙主軸數控車(chē)床廠(chǎng)家加工環(huán)境溫度場(chǎng)對加工精度的影響
 1、加工實(shí)例分析 
 工件材質(zhì)為鋁合金，在1600mm直徑范圍內均布26000個(gè)直徑為32mm的孔，要求對工件中心孔位置度在0.05mm以?xún)?。制造廠(chǎng)采用一臺高速高精度的數控龍門(mén)機床加工。該機床在機床精度復檢中重復定位精度都在0.008mm以?xún)?，按常規采用這樣精度的設備加工是不成題目的。但在持續加工，工件實(shí)測誤差在0.20mm以上。經(jīng)過(guò)綜合技術(shù)分析和重新檢測機床精度，以為機床在大空調廠(chǎng)房中，早、中、晚溫度變化梯度較大，機床從冷卻到全熱態(tài)過(guò)程中，機床的坐標系原點(diǎn)存在漂移；鋼件材料的熱線(xiàn)張系數和鋁材料相差較大，在一米長(cháng)度上溫度相差1℃尺寸長(cháng)度就相差0.01mm以上。為穩定機床工作的環(huán)境溫度，在機床加工區域搭建了二次恒溫空調間后，在加工前先經(jīng)過(guò)數小時(shí)預熱后不停機連續加工到完成，工件實(shí)測誤差控制到0.08mm以?xún)取?nbsp;
 2、任何機床進(jìn)行加工就要消耗動(dòng)力，產(chǎn)生熱量，這熱量傳導到機床各運動(dòng)部件和機床構件，必然引起機床工藝系統的熱變形，造成工件加工精度的變化。例如，一臺常用的數控立銑床，當機床由冷態(tài)轉進(jìn)熱態(tài)時(shí)，主軸經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間高速運動(dòng)后，溫度有可能上升十幾度，引起主軸箱溫升，立柱局部后仰熱變形、主軸中心線(xiàn)延伸、主軸端面抬頭等綜合變形，對中小規格的立銑床，在主軸端面上可能達到0.02－0．04mm的長(cháng)度變化。驗證這題目可采用簡(jiǎn)單的方法：用一把小直徑的立銑刀；用S形走刀軌跡，銑一個(gè)大平面（例如：300mm×300mm,400mm×400mm），一般經(jīng)過(guò)半個(gè)小時(shí)以上的切削、刀具再走到進(jìn)刀的起始位置，接刀點(diǎn)處形成明顯的臺階差。數控機床上主要熱源來(lái)源于各伺服電機和主軸電機、高速運動(dòng)部件及液壓系統等。

二、數控機床整體溫度的均衡及加工環(huán)境溫度場(chǎng)的控制 對數控車(chē)床的精度而言，溫度場(chǎng)的影響是綜合的，尤其在有限空間內溫度梯度變化影響最大，因此控制機床整體溫度的均衡是一個(gè)比較理想的目標。為此在機床工作環(huán)境周邊溫度場(chǎng)要求均衡的基礎上，在精密的數控機床上常采用以下一些措施：
 1、均衡熱對稱(chēng)結構設計 
 無(wú)論是大中型機床還是小型機床，對機床構件（床身、立柱、導軌等）采用對稱(chēng)的布局設計已被廣泛接受，例如對稱(chēng)的雙立柱、封閉、龍門(mén)布局、箱中箱結構等，日本安田機床就采用對稱(chēng)立柱結構。 
 2、機床主體均勻溫度場(chǎng)的控制措施
  在現代數控機床上為控制機床的局部發(fā)熱，均衡機床各部分溫度與室溫的一致性、均勻性可以采取一系列措施。常見(jiàn)的有： 
（l）主軸部件是主要發(fā)熱源，所以主軸的前軸承部件都配置冷卻水套，與機外恒溫油箱連接，重點(diǎn)冷卻前主軸軸承座（或主軸箱體）的溫度，與室溫相近。 
一些高速電主軸內通人常溫壓縮空氣，帶走主軸內部熱量，控制主軸部件溫升。 
（2）采用中空的滾珠絲杠，通人恒溫冷卻液，有效冷卻滾珠絲杠高速旋轉中發(fā)熱，這技術(shù)尤期在龍門(mén)機床長(cháng)絲杠上取得較好穩定精度的作用。
（3）采用供給大量恒溫流體來(lái)穩定機床構件（立柱、床身等）的溫度場(chǎng)均勻，控制局部熱變形。例如：在龍門(mén)機床長(cháng)床身中透風(fēng)調節各局部溫度變化。  在一些高精度機床上，床身導軌和立柱導軌后面都有液體活動(dòng)的通道，在工作中恒溫液體從這些通道中通過(guò)循環(huán)，控制整機均勻溫度場(chǎng)。 
（4）采用三維溫度補償軟件，修正加工精度。機床由冷態(tài)工作到熱態(tài)過(guò)程中，工作精度有一定變化，如主軸、Y軸導軌等均會(huì )出現一定量的誤差。這些誤差隨著(zhù)主變量（溫度）的變化會(huì )產(chǎn)生有規律的相應誤差變化，例如：當主軸端面溫度上升5℃時(shí)，一般會(huì )使主軸抬頭0.015－0.02mm。因此，在機床關(guān)鍵部件貼上溫度傳感器測定溫升量并輸人到數控系統，由試驗測定數據的補償軟件計算出在Z軸上的補償修正量，輸進(jìn)Z軸坐標系進(jìn)行修正，進(jìn)步機床精度。這種補償軟件也可對X、Y、Z多軸進(jìn)行補償，大大改善原有的機床精度。這一補償技術(shù)已較成功能地應用于高精度三坐標丈量機的溫度場(chǎng)補償，以前三測機只能用于20℃±1℃條件下精密丈量，現在對X、Y、Z三軸和工件上各加上兩個(gè)溫度傳感器（共7－8個(gè)），經(jīng)過(guò)多維數字模型的軟件處理，能在20℃±5－6℃的環(huán)境下實(shí)施精確丈量。 
   3、刀具和加工工件加工環(huán)境溫度場(chǎng)均勻性的控制 
   加工過(guò)程中，主要發(fā)熱源是刀具切削工件表面的金屬材料時(shí)產(chǎn)生的熱量，這些熱量有相當部分隨著(zhù)切屑排走，但也使刀具發(fā)熱和工件加工區域局部溫度升高，造成工件熱變形和內應力變形，影響加工精度。為此，淋浴冷卻是現代數控機床上常用的方法，即在加工過(guò)程中用大流量冷卻液沖洗工件和刀具，把切削熱量迅速從加工區域帶走，以形成較均勻的加工區域溫度場(chǎng)。這種方式要求機床配置大流量的恒溫冷卻系統，有全封閉的冷卻防護罩，在加工鑄件要時(shí)，要采用一些措施來(lái)處理含粉狀切屑末的冷卻液。 
為了使切削冷卻液真正加到切削部位，數控機床上常采用帶內冷卻切削液的刀具，這是非常有效的方法，尤其是在深孔加工中。例如，鉆深孔時(shí)，切削主要發(fā)熱區是在鉆頭的橫刃和鉆尖側刃處；一般的切削液供給方法根本深進(jìn)不到那些部位，因此高壓冷卻液通過(guò)鉆頭中心冷卻液通道直接加到加工區域，沖走切屑，帶走熱量，降低了工件的局部溫度。 
雙主軸數控車(chē)床廠(chǎng)家在高速超硬加工中，工件表面硬度較高，要用超硬刀具強行切削，盡管每次切深并不大，用刀具高速運動(dòng)帶走切屑并連續噴帶油露的壓縮空氣，冷卻加工區域。 
4、加工環(huán)境溫度場(chǎng)和丈量部件溫度場(chǎng)的均衡處理數控機床的加工對象是各種材料，如鋼鐵、有色金屬等，但數控機床的定位精度取決于丈量部件的精度；目前全閉環(huán)的高精度數控機床基本上都采用了光柵作為檢測元件。 
雙主軸數控車(chē)床廠(chǎng)家在數控車(chē)床上使用半閉環(huán)系統，采用回轉編碼器作為直線(xiàn)間隔檢測元件，則無(wú)法測直線(xiàn)運動(dòng)部件熱變形變化情況，直線(xiàn)坐標上原點(diǎn)漂移更無(wú)法測出，因此它的定位精度和穩定性肯定要遠遠低于閉環(huán)系統。