机床热态特性

机床热态特性热量的传递是自然界中一种很普遍的现象，依据热力学第二定律，热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，从而到达到新的热平衡。在金属切削加工领域中，工艺系统的发热与热的传递，破坏工艺系统

机床热态特性 热量的传递是自然界中一种很普遍的现象，依据热力学第二定律，热量可以 自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，从而到达到新的热平衡。在金属切 削加工领域中，工艺系统的发热与热的传递，破坏工艺系统原有的热平衡，形成 新的温度场。由于热胀冷缩的作用，新的温度场必然导致工艺系统各零部件产生 热变形和热应力等热效应，经过长期的实践证明这种热效应对机械加工过程有着 的重大影响。随着科学技术的进步，这种影响严重制约了现代精密加工和自动化 HBrauning 技术的发展。根据联邦德国阿亨工业大学．分析：现代机床加工工件 的制造制造误差中，由热变形引起的误差比例高达50％，英国伯明翰大学 JPeckenik ．的调查表明：精密加工中由热变形引起的加工制造误差占的比例为 40％~70％；日本垣野羲照也有类似的估计。这些数据资料足以表明工艺系统热 变形对加工精度的影响是十分严重的。 研究工艺系统的热特性，首先必须要利用传热学的知识求解出其温度场，然 后算出热应力和热变形，最后采用相应的对策控制工艺系统热变形，以提高工艺 系统的加工精度。 一、传热的基本知识 机械制造中的工艺系统处于内外热源作用之下，使该系统的温度有高低的差 异，而热量总是从高温处向低温处传递，这就是导热。机床作为工艺系统的一个 环节，温度也有高、低的差异，再加上机床的内、外约束，就会使机床产生不均 匀的热变形，影响机械加工精度。 机床的热变形与热量的传播与温度场有着密切的联系。传热学就是研究这种 热量传递与各部分温度间相互关系的一门学科。机床的热量传递是一个复杂的过 程，根据热量传递过程中物质的运动特点，一般将热量传递分为三种基本方式： 导热、对流换热和辐射换热。 （一）导热 当不同温度的物体之间或同一个物体不同温度的各部分没有宏观相对运动 时，通过直接接触，由分子、原子或自由电子等微粒的热运动而传递热量的过程， 简称为导热，如机床中轴承和主轴之间及主轴内部之间的热量传递。热传导与物