[发明专利]一种热膨胀系数在高精度加工中的应用

说明书

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。

技术领域

本发明属于装备制造领域，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。

背景技术

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，本发明提供了一种高精度零部件的加工方法。

发明内容

本发明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。

本发明采用的技术方案是：

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。

本发明的优点是：

本发明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。本发明数控机床编程中，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(℃)；