⑴ 机床主轴的温升和热变形都有哪些特点
机床主轴的温升和热变形的特点：
通常情况下，机床主轴部件在工作过程中，会因摩擦和搅油等能量损耗而放出热量。当发热使主轴部件接受的热量等于散出的热量时，达到热平衡状态，这个过程所需的时间是主轴部件的表面积、表面传热系数，比热容和质量的函数。
主轴部件的温升包含了主轴箱内部相关零件如主轴、轴承、传动齿轮、箱体等的温升。研究表明，主轴部件温升对机床热变形起主导作用，温升对机床正常工作和加工精度也会产生不同的影响。
首先，主轴部件的温升使各部分零件温度随时间变化，从而影响被加工工件的尺寸；同时，温升也使轴承间隙发生变化，进而影响加工精度。温升使温度分布不均匀，造成各零件或零件各部分之间的相互位置关系发生变化，从而造成零件的位移或扭曲。
减少主轴部件的热变形，可以从减少热源、散热、使温升稳定并分布均匀等方面着手。因此，主轴在最高转速运转下达到稳定温度时，滑动轴承温度不得超过60℃，滚动轴承温度不得超过70℃；高精度机床，如坐标镗床主轴轴承的温度不得超过室温10℃。
选择优质的机床主轴本身就具有很多优越性，同时控制好其使用过程中的温升，更能使得机床主轴保持良好工作状态而表现出优异的性能，有助于机床更好的运转，从而发挥更大的用途。
众所周知，电主轴根据应用场合的不同可以分为不同的类型，主要包括了有磨削用、铣削用、车削用、拉碾用、钻削用、加工中心用、机械式主轴、皮带传动主轴、特种旋转试验主轴等。
所以在选择电主轴时，一定要关注对应的应用场合，不同的应用场合的接口是不同的；另外一定要弄清楚工况的功率要求，以及在此功率下对应的转速，这一点很关键，因为同样是1kW，在额定1000转和10000转的要求下电主轴的外形尺寸是相差很多的，对于电主轴设计的难度也是不同的，所以工况一定要准确。
另一个提醒，刀具的接口一定要明确，这也是有原则的，一般情况下BT50的接口转速只能在8000rpm以下的电主轴中使用，BT40的接口可以在18000rpm下的电主轴中使用，如果要更高的转速，刀具接口需要选择相应的HSK等高速刀具接口，数控铣削电主轴上配用的ER弹簧夹头或者SD弹簧夹头也有一定的许用最高转速限制。
以磨削用永磁同步电主轴来说，一般有恒扭矩设计的电机、恒功率设计的电机、恒扭矩恒功率混合设计的电机。客户根据需要可选择不同类型的电机。主要考虑因素有轴承最高转速；轴承最大承载能力；大砂轮磨削最高许用线速度和小砂轮最低许用线速度；电主轴的工作能力和效率潜力等。
另外，磨削用电主轴的电机参数制式通常标注S6工作制式，有S6-40%、S6-60%等几种，磨削时一个工件的磨削拍节通常包括，快速进刀、磨削、退刀、修砂轮等几个步骤，电机功率的消耗不是恒定的负载，而且在磨削用电主轴电机的设计上我们通常要提高其过载能力，这样设计电主轴的目的是为了满足用户在一定的常用转速范围内均可以较好的使电主轴工作。
⑵ 对数控机床来说有哪些热变形其危害以及防止措施
这个问题的确让人没法回答。很难解释。所以我个人肯定也谈不全，只是给出一点意见吧！
1、对于加工来说是不会有热存在的，理论上。因为加工时的热量应该被铁屑带走，并且有切削液进行冷却和润滑，所以机床的受热来自于机床自身的发热体。
2、电机和电器柜；机床电机是数控机床主要的热产生地，当旋转副变为移动副时摩擦也会产热。那么电机产生的热量影响的是丝杠的热变形，而摩擦产生的热主要影响导轨的热变形。如果长时间进行运转热能就会蔓延到机床的床身和立柱，使机床整体变形。另外特殊的就是主轴，它的热量是机床最大的热量来源，因为功率很大。所以数控机床床身、立柱的铸造回火是不一样的，也就说抗热能力是不一样的，一般机床样本上都会给出这些机床优势的。电器柜的热量很明显就不说了。
3、防止措施；如：电器柜安装空调；数控机床的主轴单元里加上了内部循环冷却油，用来带走热量以便于提高主轴的精度；导轨中心钻孔，使用中空式冷却方式，带走丝杆的热量提高移动时的精度。床身和立柱也经过不同的铸造工艺来达到防止热变形的效果，然后机床自身也安装了温度检测传感器，用来实时监控温度的变化。
⑶ 如何提高机械加工精度
机械加工精度是指相关工件在加工完成后所具有的包括尺寸大小. 几何形状以及各表面相互位置等参数的实际值， 与其预先设计应具备的理想几何参数需求比对的相符程度。 加工精度通常包括尺寸精度. 形状精度和位置精度等方面的内容， 尺寸精度用来限制加工表面与其基准间尺寸误差的范围， 形状精度用来限制加工表面宏观几何形状误差， 位置精度用来限制加工表面与其基准间的平行度. 垂直度. 同轴度等相互位置误差。 由于加工机械的性能. 技术方法. 生产条件等因素的不同影响， 机械加工出来的相关零件在其尺寸. 形状和表面相互位置参数与理想参数总是存在一定的偏离误差， 在数值上通常采用加工误差的大小来表示加工精度。机械元件的加工精度和表面质量等加工质量. 是保证相关机械产品装配质量的基础， 加工误差的大小反映了加工精度的高低。 一、机械加工产生误差主要原因 1.机床磨损及几何误差对加工精度的影响 （1）主轴回转误差 加床存在的主轴回转误差将对工件的具体性状以及工件加工的具体位置造成最为直接的影响。 主轴的回转误差可以被分解为径向与轴向跳动以及主轴角度摆动，在具体的加工工作中受加工工件具体表面位置的不同以及主轴回转误差变现的不同，而导致的加工误差也各有不同 。比如，在进行工件加工时，由于主轴存在径向跳动误差，此时便会处于加工状态下的工件的外圆或是内孔的精度造成一定影响，但主轴的跳动误差却不会对工件的端面加工造成不利影响 。在机床主轴所存在的三种误差表现形式当中，主轴的角度摆动误差与主轴的径向跳动误差对工件加工精度的影响较为相似，主轴这两种误差表现形式对工件加工精度影响的差别主要体现在，主轴的角度摆动误差除对加工工件表面的圆度产生影响之外，还会对加工工件表面的圆柱度带来一定程度的影响。 （2）导轨误差 机床中导轨主要起着承载和导向的作用，它既是运动的基准，也是确定机床主要部件相对位置的基准，因此它的误差会对工件的形状精度产生直接的影响。导轨在水平面的直线度误差，会直接反映在工件表面的误差敏感方向，即法线方向，加工精度受其影响的程度最大；而导轨在垂直平面内的直线度误差则相对影响较小， 甚至可以忽略不计；前后导轨平行度误差会造成在运动过程中工作台的摆动，刀尖的运动轨迹则为空间曲线，从而导致工件形状的误差。 （3）传动链的误差 工件在切削的过程中，其表面的成形运动是靠一系列的传动机构实现的。该传动机构包括齿轮.螺母.蜗杆.丝杆等传动元件。 由于这些元件会在装配.加工以及使用过程中产生磨损而导致误差，所以就导致传动链的传动误差。传动线路越长.传动机构越复杂，传动误差就会相应的越大。影响工件表面加工精度的误差因素中，主要因素就是机床的传动链误差。 2.刀具.夹具的误差 刀具种类的不同，对于加工精度的影响程度也不同， 普通的刀具比如车刀.铣刀等，其制造误差几科对加工精度没有直接的影响；而定尺寸刀具的尺寸误差，则直接影响着工件的尺寸精度；成形刀具则会影响到工件的形状精度。刀具的磨损则直接影响到工件与刀具的相对位置，从而造成尺寸误差。此外，由于夹具是保证工件相对于机床刀具有正确位置，所以夹具对工件的位置精度有很大影响，夹具的磨损会造成工件定位的误差。 3.工艺系统受力变形导致的误差 （1） 切削过程中受力点位置变化引起的 加工误差。在切削过程中，工艺系统的刚度随切削力着力点位置的变化而变化，引起系统变形的差异，使被加工表面产生形状误差。 （2）切削力大小变化引起的加工误差--误差复映。 工件的毛坯外形虽然具有粗略的零件形状，但它在尺寸. 形状以及表面层材料硬度上都有较大的误差。 毛坯的这些误差在加工时使切削深度不断发生变化，从而导致切削力的变化，进而引起工艺系统产生相应的变形，使得零件在加工后还保留与毛坯表面类似的形状或尺寸误差。 当然，工件表面残留的误差比毛坯表面误差要小得多 这种现象称为 “误差复映规律” ，所引起的加工误差称为“ 误差复映”除切削力外，传动力 .惯性重力 .夹紧力等其他作用力也会使工艺系统的变形发生变化，从而引起加工误差，影响加工精度。 4.工艺系统受热变形导致的误差 机械加工过程中，工艺系统会在各种热源的作用下产生一定的热变形。因为工艺系统的热源分布不均匀，各个环节的材料和结构也不同，从而导致工艺系统各部分变形产生误差，破坏工件和刀具的运动关系和准确位置，最终产生加工误差。特别是精密加工，热变形误差占总误差的百分之四十到七十的比重。 （1）机床热变形 受到热源的影响，机床各个部分的温度会发生变化，因为机床构造的复杂性以及热源分布的不均匀，机床部件会发生不同程度的热变形，从而破坏了机床部件原有的互相位置关系，从而影响工件的加工精度。 （2）刀具热变形 虽然刀具在切削加工中受到的热量比例很小，但是因为其刀具的热容量和尺寸都很小，所以有很高的温升，最终会引起刀具的热伸长并最终导致加工误差。粗加工情况下可以不用考虑刀具的热变形影响，但如果是要求较高的工件，刀具的热变形则会对于表面形状误差产生影响。 （3）工件热变形 工件热变形主要是由切削热所导致的，其热变形的情况和加工方法以及是否受热均匀有关。 当工件均匀受热时，比如一些简单的车.磨轴工件的外圆，等到加工后冷却至室温，工件的直径和长度都会有所收缩，从而产生一定的尺寸误差；加工较短的轴套类或者盘类工件时，因为加工行程相对较短，就可以近似的认为沿工件轴向方向温升相同。而加工较长的工件时，工件开始走刀温度相对较低，从而变形也小
⑷ 如何减少数控冲床的热变形现象
为了削减热变形，在数控机床规划中一般选用以下办法。
(1)合理描绘机床规划和规划
在相同发热的条件下，机床规划对热变形也有很大影响。用单立柱主轴箱悬挂规划方式，则热变形对主轴轴线变位的影响要大;选用双立柱对称规划，因为左右对称，双立柱规划受热后的主轴轴线除发生笔直方向的平移外，其他方向的变形很小，而笔直方向的轴线移动能够方便地用一个坐标的批改量进行抵偿，因而，热变形对主轴轴线变位的影响小。
关于数控车床的主轴箱，应尽量使主轴的热变形发作在刀具切人的笔直方向上，如图3.4所示。这就能够使主轴热变形对加工直径的影响减小到最小限度。在规划上还应当尽可能减小主轴中间与主轴箱底面的间隔(虫日图3.4(a)中的尺度H)，以削减热变形的总量，一起应使主轴箱的前后温升共同，防止主轴变形后呈现歪斜。
数控机床中的滚珠丝杠常在预加载荷大、转速高以及散热差的条件下作业，因而丝杠简单发热。滚珠丝杠发热伸长形成的结果是严峻的，尤其是在开环体系中，它会使进给体系损失定位精度。当前某些机床用预拉紧的办法削减丝杠的热变形。
规划描绘时，应设法使热量对比大的部位的热量向热量小的部位传导或活动，使规划部件的各部位均热，这也是削减热变形的有用办法。
关于切削用量较大的数控机床，因为火热的切屑向机床或工件发出的热量会使机床或工件发生变形，影响加工精度。为了数控机床的主动加工顺利进行和削减数控机床的发热，床身规划有必要有利于排屑。
(2)操控温升
在采取了一系列削减热源的办法后，热变形的状况将有所改善。但要彻底消除机床的表里热源一般是好不容易的，乃至是不可能的。所以有必要经过杰出的散热和冷却来操控温升，以减小热源的影响。其间对比有用的办法是在机床的发热部位强迫冷却，也能够在机床低温有些经过加热的办法，使机床各点的温度趋于共同，这样就能够削减因为温差形成的翘曲变形。
(3)削减发热
机床内部发热是发生热变形的首要热源，应当尽可能地将热源从主机中别离出去。