一种热膨胀系数在高精度加工中的应用制造技术

一种热膨胀系数在高精度加工中的应用，监测加工与检测时的工件实际温度，结合工件尺寸的理论值与实际检测值、工件使用的环境温度，计算出实际热膨胀系数α，将热膨胀系数以宏程序的形式代入到数控机床程序中，加工时在程序中输入工件的实测温度，程序就会计算出此温度下工件应该加工的实际尺寸，从而消除热胀冷缩对工件加工的影响；本发明专利技术数控机床编程中，预留机加零件温度指令，该指令用于输入待加工零件温度，实现与工件热胀冷缩的偏补，实现加工精度在0.02mm以内的高精度零部件加工；消除热胀冷缩引起的材料变化对尺寸的影响。

Application of a thermal expansion coefficient in high precision machining

The application of a thermal expansion coefficient in high precision machining is used to monitor the actual temperature of the workpiece in processing and testing, and to calculate the actual thermal expansion coefficient alpha by combining the theoretical value of the workpiece size and the actual detection value and the ambient temperature used by the workpiece. The thermal expansion coefficient is replaced by the form of macro program into the NC machine tool program and processing. In the program, input the measured temperature of the workpiece, the program will calculate the actual size of the workpiece that should be processed at this temperature, so as to eliminate the effect of thermal expansion and contraction on the work of the workpiece; in the programming of the CNC machine tool, the reservation machine is added to the temperature instruction of the part, which is used to input the temperature of the parts to be added to the workpiece, so as to achieve the heat expansion and cooling of the workpiece. The partial compensation is achieved to achieve high precision parts processing within 0.02mm, and eliminate the influence of material changes caused by thermal expansion and cold shrinkage on the size.

【技术实现步骤摘要】
一种热膨胀系数在高精度加工中的应用
本专利技术属于装备制造领域，是一种将材料特性与数控机床程序相结合的热膨胀系数在高精度加工中的应用。
技术介绍
随着装备制造业的发展，对零部件尺寸精度要求越来越高，大多数制造企业不具备恒温加工条件，无法保证高精度零部件的尺寸精度，因此，制约了制造业的发展，本专利技术提供了一种高精度零部件的加工方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是经过加工数据搜集，通过监测加工与检测时的工件实际温度，结合工件尺寸的理论值与实际检测值、工件使用的环境温度，计算出实际热膨胀系数α，将热膨胀系数以宏程序的形式代入到数控机床程序中，加工时在程序中输入工件的实测温度，程序就会计算出此温度下工件应该加工的实际尺寸，从而消除热胀冷缩对工件加工的影响，保证工件的尺寸精度。本专利技术采用的技术方案是：一种热膨胀系数在高精度加工中的应用，监测加工与检测时的工件实际温度，结合工件尺寸的理论值与实际检测值、工件使用的环境温度，计算出实际热膨胀系数α，将热膨胀系数以宏程序的形式代入到数控机床程序中，加工时在程序中输入工件的实测温度，程序就会计算出此温度下工件应该加工的实际尺寸，从而消除热胀冷缩对工件加工的影响；加工过程中，由于温度变化而产生变形的计算方式如下：首先，进行试验，收集数据，计算出热膨胀系数α，热膨胀系数α计算公式：α＝ΔL/(L×ΔT)，ΔL＝L-L1；ΔT＝T-T1；其中α为热膨胀系数；L为理论尺寸；L1为工件恒温检测时实际尺寸；T为工件恒温检测时实测温度；T1：工件加工时实测温度；最后，在数控机床程序中的应用热膨胀系数：程序实际坐标值＝((T-T1)×α+1)×程序中理论坐标值；数控机床编程中，预留机加零件温度指令，该指令用于输入待加工零件温度，实现与工件热胀冷缩的偏补，实现加工精度在0.02mm以内的高精度零部件加工；消除热胀冷缩引起的材料变化对尺寸的影响。本专利技术的优点是：本专利技术解决了制造恒温环境下使用的高精度零部件时，对机床精度及环境温度要求很高，当加工环境温度无法满足要求时，尤其温度变化大时，高精度尺寸无法保证的问题。本专利技术数控机床编程中，预留机加零件温度指令，该指令用于输入待加工零件温度，实现与工件热胀冷缩的偏补，实现加工精度在0.02mm以内的高精度零部件加工；消除热胀冷缩引起的材料变化对尺寸的影响。具体实施方式一种热膨胀系数在高精度加工中的应用，首先，进行试验，收集数据，计算出热膨胀系数α，热膨胀系数α计算公式：α＝ΔL/(L×ΔT)。其中：ΔL＝L-L1；ΔT＝T-T1；α：热膨胀系数；L：理论尺寸(mm)；L1：工件恒温检测时实际尺寸(mm)；T：工件恒温检测时实测温度(℃)；T1：工件加工时实测温度(℃)；最后，在数控机床程序中的应用热膨胀系数：程序实际坐标值＝((T-T1)×α+1)×程序中理论坐标值实施例材料：AL6061尺寸：1000±0.02mm制造环境温度：14℃-26℃。1、热膨胀系数计算(1)加工试验件，理论尺寸为730，按正常模式编制数控程序，试验件加工时，记录试验件的实测温度。(2)试验件加工后，CMM恒温检测，记录实际恒温温度，同时，记录实际检测数值。(3)数据记录如下表1：表1零件温度尺寸对照表；(4)计算热膨胀系数：α＝(730-729.927)/730×(24.7-19.6)＝0.000019612、将热膨胀系数应用于数控机床加工中(1)程序编制：％G40G17G80G90G49G54T49M06S600M03#1＝#2＝20#3＝#1-#2#4＝0.00001961G0G90X[[#4*#3+1]*500.]Y0.0G43H49Z100.M08G99G85X[[#4*#3+1]*500.]Y0.0Z-38.6R2.4F50.G80G0Z49.4G85X[-[#4*#3+1]*500.]Z-38.6R2.4G80G0Z100.M09M05M30％(2)使用数控程序加工时，机床操作者测出工件的实际温度，将数值填入#1＝后面，然后，正常运行程序即可。实施结果表明，本专利技术能有效的解决加工环境温度的变化对高精度零部件加工的影响，为不具备恒温加工环境的企业提供一种新的加工方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热膨胀系数在高精度加工中的应用，其特征在于，监测加工与检测时的工件实际温度，结合工件尺寸的理论值与实际检测值、工件使用的环境温度，计算出实际热膨胀系数α，将热膨胀系数以宏程序的形式代入到数控机床程序中，加工时在程序中输入工件的实测温度，程序就会计算出此温度下工件应该加工的实际尺寸，从而消除热胀冷缩对工件加工的影响；加工过程中，由于温度变化而产生变形的计算方式如下：首先，进行试验，收集数据，计算出热膨胀系数α，热膨胀系数α计算公式：α＝ΔL/(L×ΔT)，ΔL＝L‑L1；ΔT＝T‑T1；其中α为热膨胀系数；L为理论尺寸；L1为工件恒温检测时实际尺寸；T为工件恒温检测时实测温度；T1：工件加工时实测温度；最后，在数控机床程序中的应用热膨胀系数：程序实际坐标值＝((T‑T1)×α+1)×程序中理论坐标值；数控机床编程中，预留机加零件温度指令，该指令用于输入待加工零件温度，实现与工件热胀冷缩的偏补，实现加工精度在0.02mm以内的高精度零部件加工；消除热胀冷缩引起的材料变化对尺寸的影响。

【技术特征摘要】
1.一种热膨胀系数在高精度加工中的应用，其特征在于，监测加工与检测时的工件实际温度，结合工件尺寸的理论值与实际检测值、工件使用的环境温度，计算出实际热膨胀系数α，将热膨胀系数以宏程序的形式代入到数控机床程序中，加工时在程序中输入工件的实测温度，程序就会计算出此温度下工件应该加工的实际尺寸，从而消除热胀冷缩对工件加工的影响；加工过程中，由于温度变化而产生变形的计算方式如下：首先，进行试验，收集数据，计算出热膨胀系数α，热膨胀系数α计算公式：α＝ΔL...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊男，
申请(专利权)人：沈阳富创精密设备有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21