数控车床主轴热特性测试分析

开发研究
数控车床主轴热特性测试分析
王莹
（辽宁装备制造职业技术学院，辽宁沈阳110161）
摘要：数控车床中，电液控制是自动化系统的重要
组成部分。

但是，其阀芯生产对加工工艺要求严格。

数
控机床加工是阀芯加工重要步骤，对其进行完善优化，
可有效提高实际加工精度。

数控车床车削中，主轴旋转
速度较快，和轴承摩擦后产热，持续一段时间其主轴热
量大量上升，导致车床加工中可能产生位移偏差，影响
加工质量。

因此，文章提出数控车床主轴热特性测试分
析，以某经济数据车床为例，提出以米较激光三角测量仪及FLIR红外热像仪对主轴系统进行精度测试，最终得到结论，由于前后轴承位置温度变化不同，其主轴箱前后温度变化速度不同，热变形存在差异,会出现误差。

关键词:数控车床;主轴系统;热特性;测试
在实际的数控中，一如原始误差、控制系 等，都会导致量下降⑴。

其中，以主轴系特性精度影响最大，下Z CAK3675经济数控车床为例进行热特性测试分析。

1热特性理论
产生机理:车床热误差会导致刀具及工件位置偏移，降低精度2。

若车床主轴高，热量传导、、辐射方式传递，这量变化都会导致主轴升温的，其升温速度并全相同，就会导致部部件热变形变化严重*主轴的前后端轴承热变化,变化，都会导致主轴发生偏移变化，进而发生径向弯曲3*
2测试实验
2.1实验工况
冷态数控车床进行实验,为确保实验数据准确,12h前就静，停止使用，为实验准确性提持*具体测试中,测量温度上升，以专业的FLIR热成像仪将变化展示出来，测试得到的数控车床主轴轴承及不同热源的实际温度，了解其温升变化*CAK3675车床主轴转速可达3000-4000r/min，为确保车床高速运行安全，对各个时间更好比对，温升实验中，仅以2000r/min转速实验，实验持续3h,环境初始温度为4C*
2.2主轴系统温升结果
主轴系统温升如图（所示，其最高温度达到219C，最低温度为56C*
测试结果表示，主轴以2000r/min持续运转3h后，发现温度发生变化并显，主轴实际运定,加工精度有所保障*但是，主轴前轴承端最近实验点-SP14在3h 持续作中温度达到最高,温度为21.398°C*
作者简介：王莹（1978-,女，满族，辽宁抚顺人，硕士，副高，研究方向：机电一体化。

《湖北农机化》2020年第7期
1
2.3主轴系统热变形结果分析
对主轴热变形进行试验，是分析主轴正常工作状态下，是否发生热位移，观察其变化。

例如，在热变形中观察到向、、等*在主轴设置%=45mm,300mm长的检棒，约每1s后就记录一次数据*设置5个传感器，安装在机床X、Y、Z方向上,X、Y各装两个传感器*
通过实验数据得出，数据车床以中等速度持续运行3h 之后，其温度上升稳定*在整体实验过程中，主轴在X方向最大位移达到0.0307mm,最大角位移达到0.0101mm/ 150mm；而在Y方向最大线位移为-0.0406mm,最大角位移达到0.0016mm/150mm*主轴最大伸长达到0.0428mm。

通过专业的米铁激光三角测量仪支持，将实验结果显示在显示屏上，得到升温中，主轴X及Y方向变形曲线图，如图2、图3*
图2X主化图3丫方向主轴热变形变化
3实验结果分析
通过研究，发现该数控车床主轴运行3h之后,发现主轴系统温度整体定*整体主轴箱的温度达到最高时，可为21.398C,其温升为16.584C。

此外，主轴经过3h 的持续运行后，受热达到最大热伸长，数据显示为0.0428mm,此时,机床主轴轴线发生过位移,X方向发生了—0.0307mm线位移，其角位移达到0.0101mm/150mm。

而机床主轴在丫方向在最大线位移，数据显示为
—00406mm，达到00016mm/150mm*验
果分析，发现在实验中,主轴检验棒发生位移，其向内部上部偏，变形向、如图4示*
从上发现，若数控机床主轴飞速旋转，主轴运转升温，主轴西方的到对主轴的，而主轴发生热变形后，则其箱将会逐渐向上倾斜*前后轴承温度在，验发现，主轴箱点最温
开发研究幼儿H主游戏中教师介入的调查研究
邢莉莉赵亚楠
(沧州师范学院教育学院，河北沧州061001)
摘要：幼儿自主游戏的质量取决于教师介入的质量，影响着幼儿自主能力的发展。

本研究通过调查沧州市4所幼儿园发现，绝大多数教师对介入幼儿自主游戏必要性和价值持肯定态度；大部分教师以保证幼儿安全、幼儿主动寻求和维持游戏规则为介入时机;教师以垂直式方式介入的比例最高，鼓励式介入方式占比较少。

基于上述现状，幼儿教师应科学认识幼儿自主游戏中教师介入的价值,并将其转化为具体指导行为，在游戏的观察中适时、适当地介入，努力提升介入效果，促进幼儿自主发展%
关键词：幼儿；自主游戏；教师介入
主游戏内在兴趣和需要为出发点，自主积极作用于游戏，自由选择，主动展开的游戏活动过程。

教师介入在主游戏的过程中，幼儿教师基于观察、分析、评价，为促进更好地发展而采取的干预手段*主游戏的质量取决于教师介入的质量，影响主能力的发展。

研究得出主游戏中存在教师被动介入、介入过度、时机不当等问题*13本研究立足沧州本土，采用问卷法、访谈法和观察法进行研究，
基金项目：2019年度连云港市社会科学基金项目《幼儿园环创对我市文化资源利用情况的调查研究》(编号：19LKT2111)研究成果。

作者简介：邢莉莉(1985-)，女，河北沧州人，汉族，硕士，讲师，研究方向：学前教育基本理论、幼儿园课程与教学％对沧州市4所幼儿园中120名教师发放问卷，回收问卷108份,有效回90%*根据调查主要分析了幼儿自主游戏中教师介入态度、介入时机、介入方式和介入效等几*
1主游戏中教入的调查分析
幼儿自主游戏中教师介入的态度是指幼儿教师对介入主游戏的一度,是对教师介入主游戏的性和价值方面的认识。

问卷就！主游戏中教师介入的必要性”进行调查，统计得出，有52.78%的教师认为介入十分必要,41.67%的教师认为介入有一定必要，5.56%的教师认为介入不必要。

就教师介入幼儿自主游戏的价值，72.22%的教师认为“很有价值”,27.78%的教师认为“比较有价值”;90.74%的教师认为教师介入幼儿自主游戏能更好地促进幼儿发展，提高教师专业能力；
74.07%的教师认主游戏组织过程中教师要考虑:的兴趣和发展需要是“十分重要”的，25.93%的教师选择了“比较重要”*从调查数据上看，绝大多教师对幼儿自主游戏中教师介入的性和价值持肯定态度，但一部分教师在认识*
谈中，在主戏过程中教师介入戏的情况并不乐观*如教师E认为有必要适当介入幼儿的自主游戏，但班中的多，活动区也多，无力观察和有效介入;教师A提到在幼儿自主游戏中教师有必要介入，不过容易可己玩一会儿,教师可机休息或去准备作；教师F认为教师介入并不必要，她说自
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图4主验床偏移的大小示意
为4°C,实验表示，对应主轴箱前后的温度升温速度不一，就会导致最终出现变形一样。

其中，前轴承的发，则导致前方变形大于后端变形，主轴逐渐向上倾斜。

此外，倾斜还受车床前后轴承力影响*4
综上所述,以米铁激光三角测量仪测量实验中车床主轴变化,通过专业的设备实验，最到以下结论:一方面，温升上主轴及轴承摩擦产热,主轴轴承温度最高，前轴承温度高于后轴承温度*变形上，X、Y、Z都有位移，且以Y方向位移变化最为明显*
因此，在实际工作中强化车床进度时,应考虑到车床持续工作导致的主轴上斜*
参考文献：
［1-余洪林.小型车铳削复合机床主轴热特性仿真研究装备制造技术,2017(3):2526.
［2］郑金勇，刘保国，冯伟.基于遗传算法优化灰色神经网络的机床主轴热误差建模研究［J-机电工程,2019(6):602-607.［3］郭策，孙庆鸿.高速高精度数控车床主轴系统的热特性分析及热变形计算［J-东南大学学报(自然科学版),2005(02) 231-234
(收稿日期：2020-01-14)
《湖北农机化》2020年第7期。