负荷热变形温度
负荷热变形温度的测定
一、制备
计算所得比值：E44 ：4516=100 ：15.5
E44 ：651 = 100 ：47
试件尺寸：80 * 10 * 4 (mm)
养护条件：20°C养护七天
二、测试
测试仪器：XWB-300A
测试方法：使用1.80MPa弯曲应力的A法
12±1.0°C/6min
通过查取下表得试块在实验条件下跨中挠度达到△s时，记录仪
器所测得的温度，下表按国家标准计算所得。
三、结果
h (mm) 3.8 3.9 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 M （g） 4 8 12 16 20 24 28 32
△s （mm）36 35 34 33 32.5 31 30 29 备注：h为试块厚度
M通过计算所需砝码重量
△S为变形值
分组
物品（g）热变形温度
（°C）
E44（A）4516(B) 651(B)
1 20 3.1 0 48.5
2 20 2.5 2.9 50.5
3 20 1.8 4.7 51
4 20 1.6 5.
5 50.4
5 20 1.2 6.
6 47.2
备注：1组是全部由4516做固化剂
2~5组是加入651做固化剂的同时，增加一部分4516
的量做催化剂
热变形温度测试方法的总结(20130106)
一、外壳测试标准 参考《GB 20641-2006低压成套开关设备和控制设备空壳体的一般要求（GBT）》 9.8绝缘材料性能 9.8.1 热稳定性验证 根据GB/T 2423.2-2001所给出的方法进行试验。 对于没有技术意义，只用于装饰目的的部件不进行此项试验。 用下列试验进行检查： 将一个如同正常使用时一样安装的壳体放在加热箱中进行试验，加热箱带有混合大气和大气压力而且自然通风，如果加热箱的容积与壳体的尺寸不匹配，试验可在一个有代表性的壳体样品上进行。 1、加热箱内部的温度应为（70+2）℃。 2、壳体或样品应在加热箱放置7d（168h）。 3、建议使用电加热箱。 4、在加热箱的壁上留一个自然通风孔。 5、然后，将壳体或样品从加热箱移出，置于环境温度下，相对湿度在45%-55%之间，至少存放4d（96h）。 目测壳体或样品应没有可见的裂缝或无新裂缝，其材料不应变成粘性或油脂性，用下列方法进行。 判断： 在食指上裹一片干粗布，以5N力按压样品。 注：5N力可用下面方法获得：将样品放在天平的一个秤盘上，天平的另一称盘加载的质量等于样品的质量+500g，在食指上裹一片粗糙的干布按在样品上使天平平衡。 样品和壳体材料上应没有布的痕迹或样品和布不相粘连。
二、实验室塑料热稳定性测试方法 1、维卡热变形温度 《GB/T 1633-2000 热塑性塑料维卡软化温度的测定》 当匀速升温时，测定在第1章中给出的某一种负荷条件下标准压针刺人热塑性塑料试样表面1m m深时的温度。 2、马丁耐热温度 《GB 1035-70塑料耐热性（马丁）试验方法》 本方法是试样在等速升温环境中，在一定静弯曲力矩作用下，测定达到一定弯曲变形时的温度，以示耐热性。本方法不适用于耐热性低于60℃的塑料。 3、热变形温度 《GB/T 1634-2004 负荷变形温度的测定》 塑料试样放在跨距为100mm的支座上，将其放在一种合适的液体传热介质中，并在两支座的中点处，对其施加特定的静弯曲负荷，形成三点式简支梁式静弯曲，在等速升温条件下，在负载下试样弯曲变形达到规定值时的温度，为热变形温度。 三、分析：哪种实验室方法更贴近标准要求 马丁耐热，不用介质，不用针刺。
塑胶热变形温度
常用塑料的耐热性能(未经改性的) 热变形温度----------维卡软化点------------马丁耐热 HDPE 80-------------------120 -----------------------\ LDPE 50--------------------95-------------------------\ EV A \-------------------- 64-------------------------\ PP 102-------------------150------------------------\ PS 85--------------------105----------------------- PMMA 100-------------------120------------------------\ PTFE 260-------------------110------------------------\ ABS 86--------------------160-----------------------75 PSF 185-------------------180----------------------150 POM 98--------------------141----------------------55 PC 134--------------------153----------------------112 PA6 58--------------------180-----------------------48 PA66 60--------------------217-----------------------50 PA1010 55---------------------159-----------------------44 PET 70-----------------------\-------------------------80 PBT 66---------------------177-----------------------49 PPS 240---------------------\-------------------------102 PPO 172---------------------\-------------------------110 PI 360-------------------300-------------------------\ LCP 315--------------------\---------------------------\ ABS塑料 特点： 1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。 用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. ABS+PC， 俗称ABS加聚碳。是国内少数几种可能透用的合料之一，不能自燃，外火燃烧时，表面有象聚碳燃烧一样的小颗粒析出，黑色低于ABS，常见于电器件、机械零配件等
热处理变形的原因
热处理变形的原因 在实际生产中，热处理变形给后续工序，特别是机械加工增加了很多困难，影响了生产效率，因变形过大而导致报废，增加了成本。变形是热处理比较难以解决的问题，要完全不变形是不可能的，一般是把变形量控制在一定范围内。 一、热处理变形产生的原因 钢在热处理的加热、冷却过程中可能会产生变形，甚至开裂，其原因是由于淬火应力的存在。淬火应力分为热应力和组织应力两种。由于热应力和组织应力作用，使热处理后零件产生不同残留应力，可能引起变形。当应力大于材料的屈服强度时变形就会产生，因此，淬火变形还与钢的屈服强度有关，材料塑性变形抗力越大，其变形程度越小。 1.热应力 在加热和冷却时由于零件表里有温差存在造成热胀冷缩的不一致而产生热应力。零件由高温冷却时表面散热快，温度低于心部，因此表面比心部有更大的体积收缩倾向，但受心部阻碍而使表面受拉应力，而心部则受压应力。表里温差增大应力也增大。 2.组织应力 组织应力是因为奥氏体与其转变产物的比容不同，零件的表面和心部或零件各部分之间的组织转变时间不同而产生的。由于奥氏体比容最小，淬火冷却时必然发生体积增加。淬火时表面先开始马氏体转变，体积增大，心部仍为奥氏体体积不变。由于心部阻碍表面体积增大，表面产生压应力，心部产生拉应力。 二、减少和控制热处理变形的方法 1.合理选材和提高硬度要求 对于形状复杂，截面尺寸相差较大而又要求变形较小的零件，应选择淬透性较好的材料，以便使用较缓和的淬火冷却介质淬火。对于薄板状精密零件，应选用双向轧制板材，使零件纤维方向对称。对零件的硬度要求，在满足使用要求前提下，尽量选择下限硬度。 2.正确设计零件 零件外形应尽量简单、均匀、结构对称，以免因冷却不均匀，使变形开裂倾向增大。尽量避免截面尺寸突然变化，减少沟槽和薄边，不要有尖锐棱角。避免较深的不通孔。长形零件避免截面呈横梯形。 3.合理安排生产路线，协调冷热加工与热处理的关系
数控机床热变形实时补偿
数控机床热变形实时补偿 制造技术的发展对数控机床的精度和可靠性提出了越来越高的要求。大量研究表明：在精密加工中,由机床热变形所引起的制造误差占总误差的40%——70%。减少机床热误差通常有以下3种方法:改进机床的结构设计；控制机床重要部件的温升，如进行有效的冷却和散热；建立温度变量与热变形之间的数学模型，用软件预报误差，用nc 进行补偿，以减少或消除由热变形引起的机床刀具位移。 热变形误差补偿技术一般采用事后补偿，通过各种检测手段对数控加工时产生的误差进行直接或间接的测量，然后根据已经建立的误差补偿模型进行误差补偿计算，将计算结果反馈给数控系统，使控制器发出相应的控制误差补偿指令以补偿相应的热误差。本课题以gmc4000h/2加工中心y轴为研究对象，首先通过实验建立热误差与机体上若干点的温升之间的数学模型，在加工过程中借助外部设备监控温度，根据所建数学模型计算热误差，利用plc补偿模块功能以及机床运动的可控性，修改机床运动进给量，从而实现实时补偿。 1热误差的测量 热误差是影响机床精度最主要的因素之一，机床热误差是由机床工作时复杂的温度场造成机床各部件变形引起的，它是随时间变化的非恒定误差。热误差补偿的研究始于20世纪50年代，但其总体发展是不能令人满意的，究其原因，在于误差辨识即热误差建模。要提高精度，必须解决“如何选择最佳的温度测点和如何建立鲁棒性强的热误差模型”的问题，两者相辅相成，缺一不可。 1.1试验设备及仪器 试验样机为gmc4000h/2；8个温度传感器、1台激光双频干涉仪、若干电缆线等。 1.2温度测点的选择 数控机床的热误差大小取决于温度的变化、各零部件的热膨胀系数和机床的总体结构，从根本上说取决于温度变化。温度变化越大，热变形越剧烈，从而也可能产生大的热误差。 欲研究热误差的产生和变化规律，进而减小、消除和控制热误差，必须从温度变化入手。在机床运行时，由于各种材料的膨胀系数不同,各部分在径向和轴向产生的热变形也不尽相同,最容易受到热变形影响的机床部件是主轴和滚珠丝杠等，因此在
热变形维卡温度软化点测试仪使用说明书
目录 一、概述 (1) 二、仪器的主要性能指标 (1) 三、操作说明与安装 (1) 四、工作原理 (2) 五、变形量设定 (5) 六、注意事项及维护保养 (7) 七、试验机的搬运 (7) 八、附件及随机文件 (8) 九、附表 (8) 装箱单 (10) 合格证 (11)
一、概述： 1．1主要用途及使用范围： HS-XRW-300HB热变形维卡软化点温度测定仪运用PLC可编程控制器进行温度调节采用汉字液晶显示操作。该产品操作简单、使用方便、性能稳定、产品精度高，并在试验过程中可时实监控试验温度和变形量；试验结束时系统自动停止加热，该机可设定目标温度具有温度保护功能。该机是各质检单位、大专院校和各企业自检的必备仪器。 该机主要用于非金属材料如塑料、橡胶、尼龙、电绝缘材料等的热变形温度及维卡软化点温度的测定。产品符合IS075(E)、IS0306(E)、GB/T8802、GB／T1633、GB／T1634等标准要求。 二、仪器的主要性能指标： 2.1温度控制范围：室温—300℃ 2.2升温速率：50℃/h、120℃/h 2.3最大温度测量误差：±0.5℃ 2.4最大温度控制误差： ±1℃/6分钟（热变形试验） ±0.5℃/6分钟（维卡试验） 2.5最大形变测量范围：1.0mm 2.6最大形变测量误差：±0.005mm 2.7试样架数量：3个 2.8加热介质： 甲基硅油（200厘斯以下、闪点300℃以上，最好选用100厘斯、闪点300℃以上）2.9最大加热功率：3KW 2.10冷却方式：150℃以上气冷、150℃以下水冷 2.11电源：AC220V±10%20A50Hz； 2.12负载杆及托盘的质量：69g±1g
最新减小金属热处理变形介绍
减小金属热处理变形 介绍
如何减小金属热处理变形 摘要：金属热处理在改善材料各种性能的同时，热处理变形是不可避免的，并且会直接影响到工件的精度、强度、噪声和寿命，因此对于精度要求较高的零件要尽可能减小其变形量，着重分析温度是控制变形的关键因素的同时罗列几点次要因素。 关键词：金属热处理变形温度 一、引言 金属材料的热处理是将固态金属或合金，采用适当的方式进行加热、保温和冷却，有时并兼之以化学作用和机械作用，使金属合金内部的组织和结构发生改变，从而获得改善材料性能的工艺。热处理工艺是使各种金属材料获得优良性能的重要手段。很多实际应用中合理选用材料和各种成形工艺并不能满足金属工件所需要的力学性能、物理性能和化学性能，这时热处理工艺是必不可少的。 但是热处理工艺除了具有积极的作用之外，在处理过程中也不可避免地会产生或多或少的变形，而这又是机械加工中必须避免的，两者之间是共存而又需要避免的关系，只能采用相应的方法尽量把变形量控制在尽量小的范围内。 二、温度是变形的关键因素 工业上实际应用的热处理工艺形式非常多，但是它们的基本过程都是热作用过程，都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。整个工艺过程都可以用加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度以及热处理周期等几个参数来描述。在热处理工艺中，要用到各种加热炉，金属热处理便在这些加热炉中进行（如基本热处理中的退火、淬火、回火、化学热处理的渗碳、渗氨、渗铝、渗铬或去氢、去氧等等）。因此，加热炉内的温度测量就成为热处理的重要工艺参数测量。每一种热处理工艺规范中，温度是很重要的内容。如果温度测量不准确，热处理工艺规范就得不到正确的执行，以至造成产品质量下降甚至报废。温度的测量与控制是热处理工艺的关键，也是影响变形的关键因素。 （1）工艺温度降低后工件的高温强度损失相对减少，塑性抗力增强。这样工件的抗应力变形、抗淬火变形、抗高温蠕变的综合能力增强，变形就会减少； （2）工艺温度降低后工件加热、冷却的温度区间减少，由此而引起的各部位温度不一致性也会降低，由此而导致的热应力和组织应力也相对减少，这样变形就会减少； （3）如果工艺温降低、且热处理工艺时间缩短，则工件的高温蠕变时间减少，变形也会减少。
数控机床热变形实时补偿
数控机床热变形实时补偿 制造技术的发展对的精度和可靠性提出了越来越高的要求。大量研究表明：在精密加工中,由机床热变形所引起的制造误差占总误差的40%～70%[1]。减少机床热误差通常有以下3种方法: 改进机床的结构设计；控制机床重要部件的温升，如进行有效的冷却和散热；建立温度变量与热变形之间的数学模型，用软件预报误差，用NC进行补偿，以减少或消除由热变形引起的机床位移[2]。 热变形误差补偿技术一般采用事后补偿，通过各种检测手段对数控加工时产生的误差进行直接或间接的测量，然后根据已经建立的误差补偿模型进行误差补偿计算[3]，将计算结果反馈给数控系统，使控制器发出相应的控制误差补偿指令以补偿相应的热误差。本课题以GMC4000H/2y轴为研究对象，首先通过实验建立热误差与机体上若干点的温升之间的数学模型，在加工过程中借助外部设备监控温度，根据所建数学模型计算热误差，利用PLC补偿模块功能以及机床运动的可控性，修改机床运动进给量，从而实现实时补偿。 测量试验 1 热误差的测量 热误差是影响机床精度最主要的因素之一，机床热误差是由机床工作时复杂的温度场造成机床各部件变形引起的，它是随时间变化的非恒定误差。热误差补偿的研究始于20世纪50年代，但其总体发展是不能令人满意的，究其原因，在于误差辨识即热误差建模。要提高精度，必须解决“如何选择最佳的温度测点和如何建立鲁棒性强的热误差模型”的问题，两者相辅相成，缺一不可[4]。 1.1 试验设备及仪器 试验样机为GMC4000H/2；8个温度传感器、1台双频干涉仪、若干电缆线等。 1.2 温度测点的选择 数控机床的热误差大小取决于温度的变化、各零部件的热膨胀系数和机床的总体结构，从根本上说取决于温度变化。温度变化越大，热变形越剧烈，从而也可能产生大的热误差。 欲研究热误差的产生和变化规律，进而减小、消除和控制热误差，必须从温度变化入手。在机床运行时，由于各种材料的膨胀系数不同, 各部分在径向和轴向产生的热变形也不尽相同[5], 最容易受到热变形影响的机床部件是主轴和滚珠丝杠等，因此在本试验中将表1中8处最容易受到热变形影响的关键部件作为温度测量点。 1.3 试验方案 机床运行程序包含2个部分：
热变形温度测定
热变形温度测定 实验目的 了解高分子材料弯曲负载热变形温度测定的基本原理。 掌握高分子材料弯曲负载热变形温度的测定方法。 实验原理 测定高分子材料试样浸在一种等速升温的合适液体传热介质中，在简支梁式的弯曲负载作用下，试样弯曲变形达到规定值时的温度，即弯曲负载热变形温度。 液体传热介质在试验过程中与试样相容性好，即不造成溶胀、软化、开裂等影响的液体。通常选用硅油比较合适。温度计及形变测定仪应定期进行校正。 热变形温度适用于控制质量和作为鉴定新材料热性能的一个指标，不代表使用温度。 本方法适用于在常温下是硬质的模塑材料和板材。 实验主要原材料及设备 实验原料PS 666D 样条尺寸 长：120mm 宽：10mm 高：15mm 实验仪器 RW-3塑料热变形温度测试仪 由架、负荷压头、硅码、中点形变测定 仪、温度计及可程序升温的保温浴槽组成，其 基本结构如图所示。 实验条件 在试样高度变化时相对应形变量的变化表中查出本实验的相对变形量为0.21mm 应加砝码质量由下式计算： W=2σbh 3l—R—T W:砝码质量,g σ:试样最大弯曲正应力，N b：试样宽度,mm h：试样高度,mm l：两支座中心距离,mm R：负载杆、压头质量,g T：变形测量的附加力，N 计算的砝码质量为2626g 选择A+C+D三个砝码 实验步骤 1.测量试样中心附近的高度h 和宽度b 精确至0 ．05mm 。 2.把试样对称地放在试样支座上，高度方向(h ＝15mm ) 必须垂直放置，拧紧负载杆和压头的固定螺钉，压头对正试样中心。 3.插入温度计，使水银球在试样中心点附近约3mm 以内、但不能触及试样或压头。 4.把装好试样的支架小心放入保温液槽内，试样应在距液面35mm 以下。加上砝码，
中文ASTMD648塑料热变形温度
ASTM D 648-07 塑料侧立式弯曲负荷下变形温度的标准测试方法 1 范围 1.1本试验方法适用于测试在特定的条件下试样发生特定变形时的温度。 1.2 本试验方法适用于测试在常温下刚性或者半刚性的，厚度在3mm[1/8in]或以上的模具成型或者薄片的试样。 注1：薄片厚度少于3mm [0.125in]但大于1mm [0.040in]可以用几片薄片复合试样来测试，但最小厚度为3mm。一种制备复合试样的方式是用砂纸把薄片的面打磨平，用胶水粘合。施加载荷的方向需垂直于每个薄片的边缘。 1.3 在SI的单位的评估值将视为标准。给定值仅提供一些信息。 1.4 本标准无意涉及所有使用过程中的安全问题。本标准是帮助用户建立适当的安全标准和卫生管理办法，并且在规定的期限内使用。 注2：这个测试方法描述为本测试办法的B方法，在技术上，方法Ae和Be分别与ISO 75-1 和ISO 75-2，1993，等价。 2 参考文献 2.1 ASTM标准D 618 测试用塑料调质实施规范。 D 883 塑料相关术语。 D 1898 塑料抽样实施规范。 D 5947 固体塑料试样外形尺寸测试方法。 E1 在液体中的玻璃温度计ASTM说明。 E77 温度计的检查和检验测试方法。 E608/E608M 矿物隔热，金属屏蔽的基体金属热电偶。 E691 为测定试验方法精密度开展的实验室间研究的实施规范。 E1137/E1137M 工业用铂阻尼式温度计。 2.2 ISO标准ISO 75-1 塑料-负荷变形温度的测定-第1部分：通用试验方法。 ISO 75-2 塑料-负荷变形温度的测定-第2部分：塑料和硬橡胶。 2.3 NIST文件NBS特别出版250-22。 3 术语 3.1 通常-本测试方法定义的塑料是跟D 883 中标准一样，除非另外说明。 4 检测方法简介 4.1 将矩形截面的试样按侧立式方式，放在载荷作用在中间的简支梁上，载荷的最大压力为0.455Mpa [66psi] 或1.82Mpa [264psi]（注3）。将试样在有载荷的作用下，浸入升温速度为2 士0.2℃/min的传
机床热补偿
关于机床热补偿的相关论述 机床热补偿的原因和意义 随着数控机床整机及零部件设计、制造、装配和材料等相关技术的不断进步，几何误差、刀具磨损、伺服等误差在数控机床整体误差中所占的比例逐渐减小。当前热误差是数控机床最大的误差源占机床总误差的40%-70%。要提高加工精度就必须对机床热误差进行有效的补偿在实施补偿热误差前通常先要进行大量的试验研究以获得足够多的温度及热误差数据然后利用各种建模方法如多变量回归分析及神经网络等建立能够准确反应温度变化与热误差间关系的热误差数学模型. 机床热补偿的发展 虽然人们自20世纪40年代就已开始对机床热特性进行研究，但是由于传统机床在精度 和速度上没有现代制造要求的这么高，热问题不严重，且由于机床及其部件类型和负载的多样性、结构的复杂性以及机床温度场和热变形受多种因素的影响，故其研究一般都是针对具体机床，采用实验研究法或数值模拟法，分析机床的各种热源及其对机床温度场的影响，在机床热设计方面就形成了“头疼医头、脚疼医脚”的现象，没有形成系统的理论、方法和分析工具，这显然与当前机床高速高精度发展的要求不相适应。 粗糙集理论是上世纪八十年代初山波兰数学家Pawlak首先提出的一种用于数据分析的数学理论!其主要思想是利用己知的知识或信息来近似不精确的概念或现象自上世纪九十年代以来粗糙集在理论上不断完善在应用上广泛扩展己逐渐成为国际学术界的研究热点之一目前粗糙集理论作为一种新的处理不确定性知识的数学工具"由于其独特的计算优势而得到了较为广泛的应用. 目前最常用的是在数控系统中根据热变形进行热误差补偿。误差补偿的基本定义是人为地造
出一种新的误差去抵消或大大减弱当前成为问题的原始误差，通过分析"统计"归纳及掌握原始误差的特点和规律，建立误差数学模型，尽量使人为造成的误差和原始误差两者的数值相等"方向相反，从而减少加工误差，提高零件尺寸精度!最早的误差补偿是通过硬件实现的!硬件补偿属机械式固定补偿，在机床误差发生变化时要改变补偿量必须重新制作零部件"校正尺或重新调整补偿机构!硬件补偿又有不能解决随机性误差"缺乏柔性的缺点!软件补偿克服了硬件补偿的许多困难和缺点，把补偿技术推向了一个新的阶段!热误差补偿法在一定范围内可提高加工精度，有助于降低设计制造成本。但是，它是一种被动的和事后补偿的法，其补偿围和有效性具有一定的限制。当一个机床的热特性比较差的时候，仅靠事后的热补偿是无法满足加工精度要求的。要提高机床的精度和热性能，必须在设计阶段，从提高机床的热特性、热刚度入手，实现机床的主动热控，从根本上提高机床的热导性。 热量来源 机床热误差主要由马达"轴承"传动件"液压系统"环境温度"冷却液等机床内外热源引起的机床部件热变形而造成的!从原理上可以分为如下几方面 （1）焦尔热激励线圈和偏置线圈在工作时不可避免地要产生焦尔热： （2）铁损耗交流磁路中存在铁芯损耗，铁芯损耗又分为磁损耗和涡流损耗，这里主要考虑涡流损耗。 （3）摩擦损耗在运动过程中与骨架内壁发生摩擦而产生热量，这部分所占比例较小。（4）切削热 机床热补偿的相关理论、方法及其优缺点 在机床热误差补偿技术研究中，如何获得具有良好精确性和鲁棒性的补偿模型是机床热误差补偿研究主要方向。具体理论方法如下： 粗糙理论其优点是具有很强的定性分析能力即不需要预先给定某些特征或属性的描述如统计学中的概率分布模糊集理论中的隶属度或隶属函数而直接从给定问题的描述集合出发通过不可分辨关系和不可分辨类确定给定问题的近似域从而找出问题的内在规律. 增量式约简算法和非增量式约简算法[1]用以计算得到机床热补偿误差系统的温度测点优化结果. 用非增量式属性约简算法当加入新对象时要重新按照步骤计算一遍而用增量式属性约简算法只需按照步骤做出相应的判断即可得到结果即使计算其计算量也是比较小的相比之下增
机床热变形的主动补偿
中国机械工程 CHINA MECHANICAL ENGINEERING 1999年 第10卷 第8期 Vol.10 No.8 1999 机床热变形的主动补偿* 摘要 研究加工中心热变形的主动补偿, 讨论补偿系统的设计和运行原理。通过监测机床温度分布，采用附加人工热源按规则进行补偿或平衡机床本机热源所引起的温度变化。实验证明，这种主动补偿方法可消除机床的大部分热变形和加工误差。 关键词 机床热变形 主动补偿 附加人工热源 温度控制 中国图书资料分类法分类号 TG502.15 On Active Compensation to the Thermal Deformations of Machine Tools Tao Xiangbao (Hankou Branch of Huazhong University of Science & Technology,Wuhan,China) Zhang Dexian Liu Xiaolian Shi Hanmin p 923-926 Abstract：Active compensation to the thermal deformations of a machining center is investigated. The principles of designing and running this compensation system are presented and discussed. The temperature distribution is monitored and Artificial Auxiliary Heating Sources are rule-based controlled so as to compensate or to balance the temperature fluctuations caused by machine's own heating Sources. It has been identified experimentally that by means of this active compensation technique, most of the thermal deformations and the machining errors are eliminated. Key words：the thermal deformation of a machine tool active compensation artificial auxiliary heating sources temperature control 1 机床热特性 1.1 温度分布与热误差的关系 1.1.1 代表温度 从工程角度看，有限点上的温度就足以描述机床的温度分布，这些点称为代表点，其上的度称为代表温度T1，T2，…，T l， 其中l为代表点的个数。此外，在机床上应选择一个参考点，其温度为T0。T0在机床工作过程中变化很小，它主要反映周围环境的温度。把T0作为测量所有代表点温度变化的基准温度。定义温度变化量［1］ ΔT i=T i-T0 i=1,2，…，l
热处理淬火及变形
热处理工艺、操作与变形关系 一、预处理 淬火前通过对工件进行消除应力、改善组织的预备热处理，对减少淬火变形是非常有利的。预处理一般包括球化退火、消除应力退火，有些还采用调质或正火处理。 ①消除应力退火：在机械加工过程中，工件表层在加工方法、背吃刀量、切削速度等的影响下，会产生一定的残余应力，由于其分布的不均衡，导致了工件在淬火时产生了变形。为了消除这些应力的影响，淬火前将工件进行一次消除应力的退火是必要的。消除应力退火的温度一般为500-700 ℃，在空气介质中加热时，为防止工件产生氧化脱碳可采用500-550 ℃进行退火，保温时间一般为2-3h。工件装炉时要注意可能因自重引起的变形，其他操作同一般退火操作。 ②以改善组织为目的的预热处理：这种预处理包括球化退火、调质及正火等。 ——球化退火：球化球退火是碳素工具钢及合金工具钢在热处理过程中必不可少的工序，球化退火后所获得的组织对淬火变形趋势影响很大。所以可以通过调整退火后的组织来减少某些工件有规律的淬火变形。 ——其他预处理：为减少淬火变形所采用的预处理方法有很多种，如调质处理、正火处理等。针对工件产生淬火变形的原因及工件所用材料，合理地选用正火、调质等预处理对减少淬火变形是有效的。但应对正火后引起的残余应力及硬度提高对机加工的不利影响应给予注意，同时调质处理对含W Mn 等钢可减少淬火时胀大，而对GCr15等钢种的减少变形作用不大。 在实际生产中要注意分清淬火变形产生的原因，即要分清淬火变形是由残余应力引起的还是由组织不佳引起的，只有这样才能对症处理。若是由残余应力引起的淬火变形则应进行消除应力退火而不用类似调质等改变组织的预处理，反之亦然。只有这样，才能达到减少淬火变形的目的，才能降低成本，保证质量。 以上各种预处理的具体操作同其他相应操作，此处不赘述。
汽轮机热应力、热膨胀、热变形
汽轮机热应力、热膨胀、热变形 一、汽轮机启停和工况变化时的传热现象： 1、凝结放热： 当蒸汽与低于蒸汽饱和温度的金属表面接触时，在金属壁表面发生蒸汽凝结现象，蒸汽放出气化潜热，蒸汽凝结放热在金属表面形成水膜——膜状凝结，其放热系数达4652~17445w/m2·k，如果蒸汽在壁面上凝结，形不成水膜则这种凝结——珠状凝结，珠状凝结的放热系数是膜状凝结的15~20倍。 汽轮机冷态启动，从开始冲转2~3min内，剧烈的换热使汽缸表面很快上升到蒸汽的饱和温度，尤其是转子表面上升更快。 2、对流放热： 汽轮机部件的最大允许温差，由机组结构、汽缸转子的热应力、热变形以及转子与汽缸的胀差决定的。 汽轮机启停和工况变化由于高、中压缸进汽区温度较高，热交换剧烈，因而汽缸转子内形成的温差也大，因此监视好这些部件温差不超允许值，其它部件的温差就不超允许值。 当蒸汽的温升率一定时，随着启动时间的增长及蒸汽参数的提高，蒸汽对金属单位时间的放热量并不相等，在金属部件内部引起的温差也不是定值。当调节级的蒸汽温度升到满负荷所对应的蒸汽温度时（约为503℃）蒸汽温度不再变化，此时金属部件内部温差达到最大值，在温升率变化曲线上的这一点为准稳态点，准稳态附近的区域为准稳态区。经过一段时间热量从内壁传到外壁，不考虑外壁的散热损失，内外壁温度相同，汽轮机进入稳定状态。 在汽轮机启停和变工况运行时，在金属部件内引起的温差不仅与蒸汽的温升率有关还与蒸汽温度的变化量有关，温差随蒸汽的温升率增大而增加，随蒸汽温度变化量的增加而增大。 机组启动时暖机，有效的减少了金属部件内引起的温差，所谓暖机，就是在蒸汽参数不变的情况下，对汽缸、转子进行加热，此时蒸汽传给金属的热量等于金属内部的导热量，使金属内外壁温差减小，暖机结束时，金属部件的温差很小或接近于零，金属部件的温度接近暖机开始的温度。 二、热应力： 1、由于温度的变化引起零件的变形——热变形，如果热变形受到约束，则物体内就产生应力，这种应力称为热应力。 物体在加热或冷却时，物体内的温度时不均匀的，这是物体虽没有约束，物体各部分的膨胀是不同的，互相间受到约束，将产生热应力，高温区手压缩应力，低温区受拉伸应力。 2、汽轮机启停和工况变化时汽缸和转子的热应力： （1）汽轮机冷态启动时的热应力： 汽缸内壁受压应力，外壁受拉应力 转子外壁受压应力，内壁受拉应力 （2）汽轮机停机过程的热应力： 汽缸内壁受拉应力，外壁受压应力 转子外壁受压应力，外壁受拉应力 汽轮机从冷态启动，稳定工况下运行至停机过程中，转子表面的热应力由压缩变化拉伸，中心孔的热应力由拉伸变为压缩。汽缸内外壁变化也是如此，刚好完成一个交变热应力循环。在交变应力的反复作用下，金属表面出现疲劳裂纹，并逐渐扩展，以致断裂，由于汽轮机正常运行时间长，启停时产生的热应力的频率很低，故称这种交变热应力为低周波应力又称低周疲劳，一般机械的交变应力称为高周波应力。
热处理变形
热处理变形： 一:钢的内应力及应力变形: 1.热应力:冷却初期表面为拉应力,心部为压应力.冷却最终则是表面为压应力,心部为拉应力. 组织应力:冷却初期表面为压应力,心部为拉应力.冷却最终则是表面为拉应力,心部为压应力. 附加应力:因表面和心部组织结构的不均匀性及钢件内部的弹塑性变形不一致形成的内应力. 局部淬火或表面淬火:表层呈现压应力,中心呈现拉应力. 渗碳件淬火:冷却初期表面为拉应力,心部为压应力.冷却最终则是表面为压应力,心部为拉应力.(最大的压应力不在渗碳层的最外层,而存在于渗碳层表面以里约50-60%的深度处,此处碳浓度低于0.5%). 2.影响钢的内应力的因素: 1)钢的化学成分的影响: 在全淬透的情况下,试样表层和中心显现压应力,中间层显现拉应力,故表层的应力分布以热应力为主,而内部则以组织应力主.随着含碳量的增加,热应力减弱,组织应力逐渐增强,因此表层的压应力减小,中间层的拉应力略有下降,心部的压应力则增大,且中间层的拉应力最大值随含碳量的增加而移向表层.因切向应力较大,故对高碳钢极易产生纵向裂纹. 在未淬透的情况下,钢件表层为压应力,心部为拉应力.淬透性愈小,表层压应力愈大. Ms点温度较高的钢,热应力作用较强烈,残余拉应力最大值移向中心,表层显现压应力. 2)淬火工艺的影响: 淬火加热温度愈高,产生的淬火应力愈大,但径向应力变化较小,切向和轴向应力变化较大.加热温度高,还易于造成钢的过热,即组织粗大化而导致脆性增大,易引起开裂. a:水淬钢全部淬透时,其应力分布为表面和心部呈压应力,中间区域呈拉应力,即属于热应力和组织应力重叠型的分布规律.当中心未淬透时,表面被淬火部分受压应力,中心受拉应力作用. b:油中全淬透时,表层具有拉应力,心部为压应力,即属于单一的组织应力分布规律.未淬透时,表层具有压应力,心间为拉应力,但应力变化较缓和. c:在穿透淬火时,水淬钢的最大拉应力值显现在钢件表面附近,油淬钢的拉应力显现在钢的表面.这种表面附近的拉应力是形成淬火裂纹的主要危险.这时切向应力大于轴向应力,易形成纵向裂纹. 3)钢件尺寸大小和形状的影响: 内孔直径很小的圆套筒的淬火应力是内孔的表面和外表面具有压应力,中间层为拉应力.内孔直径稍大时,随壁厚的减小热应力的影响急剧减小,从而其残余应力的分布是内表面和外表面具有拉应力,中间层具有压应力.在淬火效果差时,内表面产生的拉应力将很大,故内径小的高碳钢套筒内壁易产生淬火裂纹.内径进一步增大,壁厚进一步减小时,组织应力的影响增强,热应力分布减弱,则总的淬火应力趋于降低. 4)钢件表面脱碳的影响:脱碳使得钢伯的脱碳层具有拉应力. 脱碳层浓度不同,其应力分布也有差别:随脱碳层浓度的增加,表面的切向应力由压应力转变为拉应力.轴向应力则随脱碳层浓度的增加,开始为拉应力而后转为压应力.
机床温度场和热变形的测定
机床温度场和热变形的测定 一﹑实验目的 1.通过实验了解﹑分析机床的热态特性，即受热后温升和热变形的情况，以及各热源对加工精度的影响； 2.了解和分析减少机床热变形的措施； 3.熟悉机床温度场和热变形的测试方法。 二﹑实验用设备和仪器 1.普通车床一台； 2.半导体点温计一个； 3.千分表两只（也可用非接触式电容测微仪或涡流测微仪）； 4.检验棒一根。 此外，在温度场的测试中，还可采用热电偶，它的测量精度较高（0.1～0.20C），反应速度快，制作亦简单，成本不高。具体制作方法可参考有关资料。 三﹑实验原理 机床的温升和热变形是由各种“热源”引起的。工艺系统的热源可以分为两大类：即内部热源和外部热源。其中内部热源包括机床的传动件（如电动机﹑轴承﹑齿轮副﹑液压系统﹑离合器和导轨副等）运转时产生的“摩擦热”和机床加工工件过程中所产生的“切削热”（如工件﹑刀具﹑切屑和切削液等）；外部热源包括环境温度（如气温﹑冷热风气流﹑地基温度等）的变化和各种热辐射（如阳光﹑暖气设备﹑人体等）的影响。 但热源的热量本身并不直接产生变形，只有当热源热通过热传导﹑对流和辐射等传热方式（在机床上，传热的主要方式是热传导，而对流和辐射则往往起散热作用）向外传热，使机床各部件产生温升，形成温度差以后，才会出现热变形现象。 机床在内外热源影响下，各部分的温度将发生变化。由于热源分布的不均匀和机床结构的复杂性，机床上各部分的温度不是一个恒定的值，在一般情况下，温度是时间和空间的函数。 这种随时间而变的温度场，称之为不稳定温度场。如果机床上各点的温度都不随时间而变，则此温度场称为稳定温度场。 机床上一般为不稳定温度场。 机床热变形的影响，主要有以下几方面：由于机床各热源的分布及其所产生的热量都是不均匀的，因此机床各个零部件的温升和热膨胀也就不均匀，从而改变了各运动部件的相对位置及其位移的轨迹，因此，影响加工精度；改变滑移面的间隙，降低油膜的承载能力，恶化机床的工作条件；由于工件升温，与测量工具的温度不同，影响了测量精度。热变形对自动机床和自动线以及高精度机床的影响更为严重。 进行车床热变形和温度场的测试。机床温升后，主轴中心线在空间的位置产生位移变化。
塑料热变形温度测试实验
塑料热变形温度测试实验 一、实验目的 1.掌握塑料热变形温度的测试原理和测试方法； 2.测定热塑性塑料的热变形温度。 二、实验原理 负荷热变形温度是衡量塑料耐热性的主要指标之一，现在世界各国的大部分塑料产品的标准中，都有负荷变形温度这一产品质量控制指标。塑料热变形温度测定的是在规定的载荷大小、施力方式、升温速度下到达规定的变形值的温度，它不是材料的最高使用温度。 1.仪器 图1 负荷变形温度测定典型设备 负荷热变形温度侧定仪由试样支架、负荷压头、砝码、中点形变测定仪、温度计及能恒速升温的加热浴箱组成，其基本结构如图1所示。试样支架两支点的距离即跨度，通常为100±2mm，负荷压头位于支架的中央，支架及负荷压头与试样接触的部位是半径 3.0mm±0.2mm的圆角。加热浴箱中的液体热介质，应选取在试验过程中对试样不造成溶胀、软化、开裂等影响的液体，对于大部分塑料，选用硅油较合适。温度计及形变测定仪应定期进行校正。 2.试样
试样为一矩形样条，可采用两种放置方式：平放式和侧立式。对于平放试验，要求使用尺寸为80mm ×10mm ×4mm 的试样，对侧立试样没有严格的规定。使用80mm ×10mm ×4mm 的ISO 样条具有以下优点：试样的热膨胀对试验结果的影响较小；斜角不会影响试验结果，不会以侧棱为底立住试样；可以更严格地规定模塑参数和试样尺寸。平放方式是实验优选。实验跨度设定为：平放64±1mm ，侧立100±2mm 。 3. 测定 这个试验方法的最大特点是试样尺寸可以在一定范围内变化，因此在侧定之前，先要精确侧量试样的尺寸，再根据试样实际的尺寸计算出负荷力的大小，计算公式为： 2 23bd F L σ= 式1 式中：F ——负荷，N ； σ——试样表面承受的弯曲正应力，MPa ； b ——试样宽度，mm ； d ——实验厚度，mm ； L ——支座间距离（跨度），mm 。 施加的弯曲正应力σ应为下列三者之一：1.80MPa （A 法），0.45MPa （B 法），8.00MPa （C 法）。测量b 和d 时，应精确到0.1mm ；测量L 时，应精确到0.5mm 。根据计算出来的负荷力，调节试样的负荷，实验设备中的负载杆及变形测量装置的附加力都应计入总负荷之中。因此，应加砝码重量W ： 12/W F g m m =-- 式2 式中：W ——应加砝码重量，g ； F ——由式1计算所得的负荷力，N ； g ——重力加速度，9.8N/g ； m 1——负载杆、压头和托盘等的质量，g ； m 2——变形测量装置的附加重量，g 。 其后按规定进行升温，当试样中点的变形量达到规定值时，选取的温度即为
玻璃化转变温度、熔融指数、热变形温度
玻璃化转变温度、熔融指数、热变形温度有什麼区别？ 对于高分子量聚合物，玻璃化转变温度就是聚合物材料从玻璃态到高弹态的转变温度：对于低分子量聚合物，玻璃化转变温度就是聚合物从玻璃态到粘流态的转变温度。 熔融指数：热塑性塑料在一定温度和压力下，熔体在十分钟内通过标准毛细管的重量值。热变形温度是指对浸在120℃/h的升温速率升温的导热的液体介质中的一定尺寸的矩形树脂试样施以规定负荷（1.81N/mm2或0.45 N/mm2），试样中点的变形量达到与试样高度相对应的规定值时的温度。 从上述定义可知：熔融指数是重量值；玻璃化转变温度/热变形温度是温度值；玻璃化转变温度是相态完全转化所对应温度，热变形温度是相态转化到一定程度所对应温度。 熔融 常温下是固体的物质在达到一定温度后熔化，成为液态，称为熔融状态。 也是液态，只是在常温下不稳定。 分低共熔与共熔 低共熔——指的在相图中的低共熔点处,具体是指几个相降温到开始共熔的点处的共熔, 而共熔——一起熔融的意思. 熔融：原指纤维的着火点、燃烧热、火焰温度和限氧指数等指标，对易燃程度，火势的蔓延与扩大，有决定作用。有的纤维在燃烧的同时，受热熔化，象蜡烛油一样脱离火源。它对燃烧，起到釜底抽薪的缓解作用，但熔融物若与皮肤接触，会造成难以剥离的严重烫伤。 合成纤维存在熔融问题，与纤维素纤维混纺的织物，在测试中可以做到不滴熔融物，但粘搭烫伤皮肤的问题依然存在，经过阻燃整理，或在合成纤维纺丝液中加入阻燃剂，可以使合纤达到阻燃要求，但融点改变不大。 聚对苯二甲酸乙二醇酯polyethylene terephthalate，简称PET。 PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。PET历史：于1941年首先由英国J．tt．Whinfield与J．T．Dickon研制成功。PET作为纤维原料已有53年的历史，英国帝国化学公司(1．c．I)于1946年以涤纶(Teleron)纤维投入生产，继而美国杜邦公司(Dupent)于1948年以“代春纶”(Dacron)纤维投入生产。 PET分类及用途：PET主要原料对二甲苯和对苯二甲酸(PTA)大量用作纤维，可分为非工程塑料级和工程塑料级两大类。 PET具有优良的特性(耐热性、耐化学药品性。强韧性、电绝缘性、安全性等)，价格便宜，所以广泛用做纤维、薄膜、工程塑料、聚酯瓶等。国际上聚酯类热塑性塑料工业化产品有以下6个方面(已形成工业化的有商品出售)。 (1)液晶聚合物(2)聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) (3)聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN) (4)聚对苯二甲酸乙二醇酯工程级PET (5)聚对苯二甲酸乙二醇酯标准级PET (6)聚对苯二甲酸乙二醇酯回收级PET(包括共混物及100％回收料) 非工程塑料级主要用于纤维、瓶、薄膜、片材、耐烘烤食品容器等。 工程塑料级PET 耐有机溶剂、耐候性好。缺点是结晶速率慢，成型加工困难，模塑温度高，生产周期长，冲击性能差。一般通过增强、填充、共混等方法改进其加工性和物性，以玻璃纤维增强效果明显，提高树脂刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性。采取添加成核剂和结晶促进剂等手段，改进结晶速度慢的弊病。加阻燃剂和防燃滴落剂可改进PET阻燃