一种数控车床主轴的温升测试方法技术

本发明专利技术公开了一种数控车床主轴的温升测试方法，包括如下步骤：依据数控车床的主参数设定主轴的起始速度、每级速度提升值和最高转速；实时测定主轴轴承的温度，在每一级速度下，若单位时间内温升超过设定温度Ｔ１时，控制主轴继续在该级速度下跑合，否则将当前速度提升到下一级速度；重复上述步骤直至主轴达到最高转速，在最高转速下跑合时，实时测定主轴轴承的温度，若单位时间内温升超过设定温度Ｔ２时，则继续跑合，直至符合上述温升标准，则此时主轴温升合格，测试终止；若主轴轴承温度超过７０℃或主轴轴承温升超过３５℃／ｈ时，则判定主轴温升不合格，测试终止。本发明专利技术可以避免轴承达到极限温度和损伤，有效提高主轴部件的装配质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测试数控车床的
，具体涉及。
技术介绍
目前，数控车床已经在我国得到了普遍应用，为我国的机械化制造和生产奠定了 坚实的基础。其中，主轴是数控机床的核心部件，因此对主轴的精度和刚性要求很高。 一般 而言，主轴各零件自身的精度误差和变形量是很小的，但在高速运转时，轴承发热量很大， 导致轴承温升很高，引起热变形，而热变形引起的误差远大于精度误差和变形量，而且热变 形直接改变了轴承的预紧状况，影响轴承的刚度特性和主轴的加工精度，严重时，甚至导致 轴承的热咬合，使主轴轴承毁坏。上述主轴发热问题会降低其在实际生产应用中的可靠性， 因此对主轴轴承温升进行合理的控制是非常有意义的。 针对上述问题，机械部发出了机械行业标准JB/T 4368. 3_96《数控卧式车床技术 条件》，其中的温升试验规定了机床主运动机构从低速起，作低、中、高速运转，每级速度的 运转时间不得少于2min，在最高转速时应运转足够的时间(不得少于lh)，使主轴轴承和动 力刀具主轴轴承达到稳定温度，检验主轴轴承和动力刀具主轴轴承的温度和温升；其温度 不得超过7(TC，温升不得超过35°C。 然而，按照上述标准进行测试时，由于主轴在低、中、高速运转的时间较短，主轴和 轴承之间还没达到充分稳定就跑到最高转速，并在最高转速时运转时间较长，使得主轴轴 承在最高转速时温度急剧上升，极易达到极限温度，从而对轴承造成损伤，进一步影响了主 轴部件的装配质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，以避免损伤主轴轴承， 并提高数控车床主轴轴承的装配质量。 为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是一种数控车床主轴的温升测试 方法，包括如下步骤 (1)依据数控车床的主参数设定主轴的起始速度、每级速度提升值和最高转速； (2)实时测定主轴轴承的温度，在每一级速度下，若单位时间内温升超过设定温度 Tl时，控制主轴继续在该级速度下跑合，否则将当前速度提升到下一级速度； (3)重复步骤(2)直至主轴达到最高转速，在最高转速下跑合时，实时测定主轴轴 承的温度，若单位时间内温升超过设定温度T2时，则继续跑合，直至符合上述温升标准，则 此时主轴轴承温度达到饱和，主轴温升合格，测试终止； 若在步骤(2)和(3)中，主轴轴承温度超过7(TC或主轴轴承温升超过35 °C /h时， 则判定主轴温升不合格，测试终止。 进一步的技术方案，所述步骤(2)中，在每一级速度下，若10分钟温升超过O. 5°C时，控制主轴继续在该级速度下跑合，否则将当前速度提升到下一级速度；所述步骤(3)中，在最高转速下跑合时，若l小时温升超过5t:，则继续跑合，直至温升小于5t: /小时，则此时主轴轴承温度达到饱和，主轴温升合格，测试终止。 上述方案只是一个实例，针对不同机型的数控车床可以设定不同的温升标准，即设定不同的T1、 T2， Tl和T2可以相同或不同，对于同一个车床，也可以根据实际情况调整该温升标准；以根据温升情况控制数控车床的主轴转速，通过对空运转试验过程中的温度-速度的实时控制，提高数控车床主轴部件的装配质量。所述的温度测量可以通过配置温度传感器来采集主轴温升，保证主轴温度、温升测量数据的准确性和实时性。 上文中，通过控制机床主运动系统的低、中、高各级转速的温升，使轴承在更低的温度范围内达到热平衡，即在每个低速运转时都趋近于热平衡后，然后才进入最高转速，因而在最高转速下主轴轴承很少会出现温度急剧上升的情况，从而防止了轴承达到极限温度和损伤，因而有效提高了主轴部件的装配质量，这对提高主轴在加工中的稳定性和可靠性都是极其重要的。当主轴温升试验开始时，热量还来不及传出，轴承温度逐渐上升；当轴承温度上升到一定值时，油脂的粘度随之下降，轴承发热量相应的下降，同时轴承外环与箱体外壁的温差增加，热传导量同时增加，散热量等于或大于发热量，轴承温度下降，并在某一温度左右达到热平衡。 由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本专利技术具有如下优点 1.本专利技术通过控制机床主运动系统的低、中、高各级转速的温升，使轴承在更低的温度范围内达到热平衡，即主轴在每个低速运转时都达到饱和后，然后才进入最高转速，因而主轴轴承很少会出现温度急剧上升的情况，从而防止了轴承达到极限温度及损伤，因而有效提高了主轴部件的装配质量。 2.本专利技术配置了温度传感器采集主轴温升，保证主轴温度、温升测量数据的准确 性和实时性，有效地提高工作效率。 3.本专利技术的测试方法可以通过计算机实现全自动测定和控制，无需人工操作，因 而测试效率高、准确可靠。 4.本专利技术的测试方法简单、易于实现，适于推广应用。 附图说明 附图1是本专利技术实施例一的测试结果图； 附图2是本专利技术对比例一的测试结果图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述 实施例一 —种数控车床主轴的温升测试方法，包括如下步骤 (1)依据数控车床的主参数设定主轴的起始速度、每级速度提升值和最高转速； (2)实时测定主轴轴承的温度，在每一级速度下，若10分钟温升超过0. 5°C时，控 制主轴继续在该级速度下跑合，否则将当前速度提升到下一级速度； (3)重复步骤(2)直至主轴达到最高转速，在最高转速下跑合时，实时测定主轴轴承的温度，若l小时温升超过5t:，则继续跑合，直至符合上述温升标准，则此时主轴轴承温度达到饱和，主轴温升合格，测试终止； 若在步骤(2)和(3)中，主轴轴承温度超过7(TC或主轴轴承温升超过35 °C /h时， 则判定主轴温升不合格，测试终止。 当然，针对不同机型的数控车床可以设定不同的温升标准，根据温升情况控制数 控车床的主轴转速，通过对空运转试验过程中的温度_速度的实时控制，提高数控车床主 轴部件的装配质量。所述的温度测量可以通过配置温度传感器来采集主轴温升，保证主轴 温度、温升测量数据的准确性和实时性。 上文中，通过控制机床主运动系统的低、中、高各级转速的温升，使轴承在更低的 温度范围内达到热平衡，即在每个低速运转时都趋近于热平衡后，然后才进入最高转速，因 而在最高转速下主轴轴承很少会出现温度急剧上升的情况，从而防止了轴承达到极限温度 和损伤，因而有效提高了主轴部件的装配质量，这对提高主轴在加工中的稳定性和可靠性 都是极其重要的。当主轴温升试验开始时，热量还来不及传出，轴承温度逐渐上升；当轴承 温度上升到一定值时，油脂的粘度随之下降，轴承发热量相应的下降，同时轴承外环与箱体 外壁的温差增加，热传导量同时增加，散热量等于或大于发热量，轴承温度下降，并在某一 温度左右达到热平衡。 按照上述方案进行测试，最终得到的前轴承温度为39. rC，前轴承温升为16.『C，参见附图l所示，主轴在达到最高转速前的时间也较长。此外，利用现场动平衡仪进行频谱分析检测，测得其速度有效值的最大值为0. 25mm/s，可见利用本专利技术的测试方法获得的主轴箱装配情况良好，主轴的低、中、高速的每一级转速均进行了充分跑和，有效地减少轴承过热对机床精度的影响，提高轴承寿命，降低了装配不良的发生率，更好地控制主轴箱装配质量。 对比例一 将上述实施例一中的车床主轴按照
技术介绍
中的标准方法进行温升测试，即JB/T 4368. 3-96《数控卧式车床技术条件》进行测试，最终得到的前轴承温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控车床主轴的温升测试方法，其特征在于，包括如下步骤：（１）依据数控车床的主参数设定主轴的起始速度、每级速度提升值和最高转速；（２）实时测定主轴轴承的温度，在每一级速度下，若单位时间内温升超过设定温度Ｔ１时，控制主轴继续在该级速度下跑合，否则将当前速度提升到下一级速度；（３）重复步骤（２）直至主轴达到最高转速，在最高转速下跑合时，实时测定主轴轴承的温度，若单位时间内温升超过设定温度Ｔ２时，则继续跑合，直至符合上述温升标准，则此时主轴轴承温度达到饱和，主轴温升合格，测试终止；若在步骤（２）和（３）中，主轴轴承温度超过７０℃或主轴轴承温升超过３５℃／ｈ时，则判定主轴温升不合格，测试终止。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：管强，赵敏，
申请(专利权)人：纽威数控装备苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]