Examination of thermal deformation of micro milling machine tool SNTM-CM-ZUT-1

• Autorzy: Pajor M. , Maćkowiak H. , Zapłata J.

Warianty tytułu

PL

Ocena odkształceń cieplnych obrabiarki do mikrofrezowania SNTM-CM-ZUT-1

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents thermal analysis of micro milling machine tool SNTM-CM-ZUT-1. Infrared camera images are utilised to identify major heat sources in the machine tool. The influence of the heat generated in linear motors and frictional heat generated in spindle on the machine tool body temperature is examined. Basing on the CAD geometry and IR measurement, the thermal expansion of the machine is evaluated by means of the FEM analysis. The study indicates places where constructional improvements can be made in order to decrease thermal error influence. Moreover, the time period ensuring the thermal stability is identified.

PL

W pracy przedstawiono analizę odkształceń cieplnych obrabiarki do mikrofrezowania SNTM-CM-ZUT-1. Celem zidentyfikowania głównych źródeł ciepła maszyny wykorzystano pomiar kamerą termowizyjną. Zbadano wpływ ciepła wydzielanego podczas pracy napędów liniowych oraz wrzeciona na temperaturę korpusów mikrofrezarki. Na podstawie zmierzonych temperatur oraz znajomości geometrii obrabiarki opracowano model MES. Pozwolił on oszacować odkształcenia cieplne jakim poddawana jest obrabiarka podczas pracy. Wskazano potencjalne elementy konstrukcji, których modyfikacja może zredukować wielkość odkształceń cieplnych. Dodatkowo, wyznaczono cieplne stałe czasowe maszyny.

Słowa kluczowe

EN

thermal error; micromachining; FEM; IR measurement

PL

odkształcenie cieplne; mikroobróbka; MES (metoda elementów skończonych); termografia

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 14, No. 1
• Strony: 31--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pajor M.

• Instytut Technologii Mechanicznej, Technologiczny w Szczecinie, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, tel.: [phone], faks: 91-449-44-42

autor

Maćkowiak H.

• Instytut Technologii Mechanicznej, Technologiczny w Szczecinie, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, tel.: [phone], faks: 91-449-44-42

autor

Zapłata J.

• Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, tel.: [phone], faks: 91-449-44-42

Bibliografia

• [1] Chae J., et al.: Investigation of micro-cutting operations. International Journal of Machine Tools & Manufacture 46, 2006, p. 313-332.
• [2] Min X., et al.: An improved thermal model for machine tool bearings. Int. Journal of Machine Tools & Manufacture 47, 2007, p. 53-62.
• [3] Jong-Jin Kim, et al.: Thermal behavior of a machine tool equipped with linear motors. Int. Journal of Machine Tools & Manufacture 44, 2004, p.749-758.
• [4] Pietrusewicz K., Pajor M., Urbański Ł.: Dynamic corrections of the tooling errors possibilities within the mechatronic actuator for motors with permanent magnets. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji vol. 31 nr 2, 2011, p. 181-190.
• [5] Pajor M., Zapłata J.: Compensation of thermal deformations of the feed screw in a CNC machine tool. Advances in Manufacturing Science and Technology, 2011 Vol. 35, No. 4, 2011, p. 9-17.
• [6] Rutkowski, P.. Oprac. Madura, Henryk. Red.: Pomiary termowizyjne w praktyce. Warszawa, Agenda Wydawnicza SIMP, 2004.
• [7] Minkina, W. Red:. Wybrane problemy współczesnej termografii i termometrii w podczerwieni. Częstochowa, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, 2011.
• [8] Broel-Plater B., Waszczuk P., Kobyłkiewicz A.: System diagnostyki i procesu mikroskrawania. Napędy i Sterowanie. 2011, nr 6, s. 90-94.
• [9] Adams V., Askenazi A.: Building Better Products with Finite Element Analysis. Santa Fe, OnWord Press 1999.
• [10] Lewis R. W., Nithiarasu P.,Seetharamu K. N.: Fundamentals of the finite element method for heat and fluid flow. New York, John Wiley & Sons 1984.
• [11] Kreith F., Bohn M. S.: Principles of heat transfer, fifth edition. Boston, PWS Publishing Company 1997.
• [12] Raznjevic K.: Tablice cieplne z wykresami: Dane liczbowe w układzie technicznym i międzynarodowym. WNT, Warszawa 1964.
• [13] http://www.aerotech.com/productcatalog/stages/linear-stage.aspx