数控车床主轴的热变形对加工产品的质量和精度有重要的影响,温度场的分布不均匀是导致热变形的主要因素。以CAK3665经济型数控车床主轴为研究对象,应用FLIR红外热成像仪测温技术对车床主轴的温度场展开测量,分析造成车床主轴的温度场分布不均匀的热源,测出随着车床主轴在中速下连续运转,各测点的稳定温度以及温升变化规律。为辐射能在空气中的传输率；(1-ε)为反射率；(1-τ)为空气的发射率。所以，测量的总的辐射能Wtot为：(2)相应的，热成像仪的实测温度Ttot包括三部分：Tobj为被测量物体的温度；Trefl为环境温度；Tatm为空气温度。所以，被测量物体的相应温度Tobj为：(3)3实验检测以沈阳机床集团CAK3665经济型数控车床主轴为研究对象，进行测试该机床主轴的温度场分布以及温升变化规律。CAK3665数控车床的整体结构示意图如图2所示。图2CAK3665数控车床整体图形机床在冷态下开始试验，环境温度为22℃，相对湿度为50%，由于主轴采用铸铁材料，其传播率为1.00，反射率为0.637，热成像仪与发热点的距离为2，满足在试验前12小时之内没有工作，试验时不准机床中途停车。本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 利用FLIR热成像仪作为本试验主要的仪器设备，在数控车床主轴前后轴承以及其他主要热源处布置测点，实验时直接对各测点进行测量即可，该机床主轴的最高转速为4000r/min，应采用2000r/min的转速对数控车床主轴的温度场进行测试，可保证机床在高速运行时绝对安全，数控车床主轴-数控滚圆机滚弧机张家港钢管不锈钢滚圆机滚弧机折弯机并通过软件的处理转换为实际的温度值。在主轴运转时，运用热成像仪对主轴进行定期拍照，记录每一时刻的主轴温升热场，测得每一时刻各测点的温度值，温度测试系统的连接图如图3所示，其中，1为红外热像仪，2为火线，3为运行数据釆集及处理软件的PC机，4为电源模块本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 。测试现场的图片如图4所示。3241图3温度测试系统连接示意图图4测试现场照片提出改善温度场分布不均匀的方案,为后续进行热分析以及实现数控车床的高速高精密加工奠定基础。第40卷第6期2018-06主轴总共运行540min，当主轴连续转动270min时达到热稳定状态，在该状态下主轴的温度场分布如图5所示。以最终主轴前后轴承处的最高温升作为考核的指标，车床主轴在中速下连续运行270min，主轴轴承温升测量结果如表1所示。主轴在转动过程中各个测量点的温度时间变化曲线如图6所示。图5热成像仪测量的温度分布图6温度变化曲线4实验结果分析通过以上实验，得出了数控车床主轴温度分布图，以及温度随时间的变化规律，由图5可知，由于热源的作用，使得整个温度场的分布不均匀，在前后轴承及法兰盘所在位置处的温度比其他地方高，主轴后轴承处的温度比前轴承处的高，主轴后轴承法兰盘处的温度也比前轴承法兰盘处的高，主轴头部将有翘曲的趋势，严重影响机床加工精度。由图6知，从冷态下开始试验，车床主轴总共运行540min，在前270min运行的过程中，随着车床主轴的运转，各测点的温度逐渐升高，当车床主轴连续转动270min时达到温升稳定，各测点的温度值将不再随着主轴的运转而增加，后270min停车冷却，各测点的温度逐渐降低。由表1可知，当车床主轴连续转动270min时，各测点的温度值将趋于稳定，此时，SP4（后轴承法兰盘）处的温度值为32.281，SP5(后轴承)处的值是31.582，SP8（前轴承法兰盘）处的温度值为30.744，SP7（前轴承）处的温度值是31.863，由此得出前轴承法兰盘处的最高温升为7.8，后轴承法兰盘处的最高温升为9.3。5改善温度场分布不均匀的措施主轴的热变形主要是由主轴的温度场分布不均匀而导致的，而温度场的分布不均匀是由主轴的冷源与热源的综合作用所引起的。综合以上实验测试的结数控车床主轴-数控滚圆机滚弧机张家港钢管不锈钢滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/