PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN SAI SỐ VÀ CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY RA SAI SỐ
2.2.5 Sai số do nhiệt
Một máy công cụ thường hoạt động ở trạng thái không ổn định về nhiệt do nhiệt xuất hiện từ nhiều nguồn. Mọi thay đổi về sự phân bố nhiệt độ của máy công cụ gây ra biến dạng do nhiệt và tác động đến độ chính xác gia công. Các nguồn nhiệt do ma sát như ma sát trong thiết bị truyền động và hộp tốc độ, ma sát ở ổ đỡ và sống dẫn hướng, nhiệt xuất hiện do quá trình gia công như quá trình cắt. Các nguồn nhiệt bên ngoài bao gồm bức xạ nhiệt, ánh nắng mặt trời hay nhiệt độ môi trường. Các nguồn nhiệt chính trong máy công cụ xuất phát từ:
- Ổ lăn;
- Bánh răng và dầu thủy lực; - Thiết bị dẫn động và li hợp;
- Bơm và động cơ;
- Sống dẫn hướng và vít me bi; - Quá trình cắt và tạo phoi; - Nguồn nhiệt từ bên ngoài.
Các tác động của các nguồn nhiệt này ảnh hưởng đến sai lệch vị trí, độ thẳng và sai lệch góc.
* Giảm sai số do nhiệt trong quá trình thiết kế
Việc thiết kế cấu trúc để cải tiến chế độ nhiệt của máy công cụ thực hiện theo các hướng sau:
- Giảm các nguồn sinh nhiệt và tác động của nhiệt đến máy: Gắn động cơ và hộp tốc độ bên ngoài máy;
- Phân tán nhiệt do mát sát tại ổ đỡ và thiết bị dẫn động;
- Xem xét khả năng biến dạng nhiệt giữa dụng cụ và phôi để giảm thiểu sai số này khi thiết kế máy.
* Giảm sai số nhiệt trong quá trình sử dụng
Sai số vị trí do sự giãn nở nhiệt của vít me bi là yếu tố đầu tiên cần phải làm giảm đi. Phần lớn lực ma sát trong hệ dẫn động được tạo thành bởi vít me bi. Kết quả này là do động học phức tạp của cơ cấu vít me bi..
Các loại khác trong chế độ nhiệt phụ thuộc khớp cầu có giãn nở tự do hay không. Để giảm sự ảnh hưởng của nhiệt độ có hai phương pháp bù đã được đề xuất (Braasch 2002): Làm mát vít me bi và bù bằng phần mềm. Việc làm mát vít me bi có sự bất lợi liên quan tới vấn đề kín khít. Sự nghiên cứu đang được thực hiện để bù sự biến dạng nhiệt với sự hỗ trợ của các mô hình phân tích, các mạng nơron và các phương pháp thực nghiệm. Để bù sự giãn nở của khớp nối cầu, sự phân bố nhiệt của nó
phải được biết và phụ thuộc vào sơ đồ cắt. Trực tiếp đo nhiệt của vít me quay rất khó. Tuy nhiên, sự giãn nở nhiệt của dụng cụ có thể được tính toán bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) (Takuchi 1982). Bằng sự tính toán nhiệt phân bố trong vít me, chúng ta có thể bù được sai số bằng phần mềm.