在機(jī)械加工過(guò)程中,工藝系統(tǒng)會(huì)受到各種熱的影響而產(chǎn)生溫度變形,這種變形將破壞刀具與工件的正確幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系,造成工件的加工誤差。熱變形對(duì)加工精度影響比較大,特別在精密加工和大件加工中,熱變形所引起的加工誤差通常會(huì)占到工件總誤差的40%-70%。減少和控制工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑：
1.減少發(fā)熱，隔離熱源
1)合理選擇切削用量和刀具幾何角度或粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行，可以減少切削熱。
2)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加強(qiáng)潤(rùn)滑兩方面采取措施，可改善摩擦特性以減少摩擦熱。
3)盡可能將機(jī)床中能夠分離的熱源部件從主機(jī)中分離出去，如電動(dòng)機(jī)、變速箱、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等，這樣也可以杜絕大部分的熱源。
4)采取措施(如用隔熱材料)將發(fā)熱部件與機(jī)床大件(如床身、立柱等)隔離開(kāi)來(lái)。
2.強(qiáng)制性冷卻
1)冷卻。冷卻是減少工件或刀具變形的最好辦法。某些機(jī)床采用冷凍機(jī)對(duì)流經(jīng)機(jī)床的潤(rùn)滑油和切削液進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，以提高冷卻效果。
2)風(fēng)扇通風(fēng)。加強(qiáng)通風(fēng)散熱，在熱源處加風(fēng)扇、散熱片、通風(fēng)窗口等。
3.使用熱補(bǔ)償方法減少熱變形
由于機(jī)床設(shè)計(jì)的問(wèn)題，機(jī)床床身上各區(qū)的溫度是高低不同的，對(duì)于高精度的機(jī)床，如磨床或數(shù)控機(jī)床類，就會(huì)對(duì)產(chǎn)品的加工產(chǎn)生不良的影響。為消除這種熱變形的影響因素，將熱量有意地從高溫區(qū)導(dǎo)向低溫區(qū)以補(bǔ)償溫度場(chǎng)的不均勻性。為防止?jié)L珠絲杠的熱變形常采用一種“預(yù)拉法”的措施，即在絲杠加工時(shí)故意將其螺距做得小一些，裝配時(shí)對(duì)絲杠預(yù)先進(jìn)行拉伸，使其螺距拉大到標(biāo)準(zhǔn)值。這樣利用絲杠受拉力后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力來(lái)吸收熱應(yīng)力，從而補(bǔ)償了絲杠的熱變形。在裝配上述機(jī)床時(shí)，用7848~9810N的預(yù)拉力使絲杠預(yù)伸長(zhǎng)0.03~0.04mm，機(jī)床工作時(shí)效果很好。
4.采取合理的機(jī)床部件結(jié)構(gòu)減少熱變形的影響
設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，如果從結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)使熱變形得到減少，這也是很重要的一個(gè)措施。注意結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性就可以減少熱變形，如在主軸箱的設(shè)計(jì)中將轉(zhuǎn)動(dòng)元件(軸、軸承及傳動(dòng)齒輪等)安放于對(duì)稱位置，可以均衡箱壁的溫升從而減少其變形。有些機(jī)床采用雙立柱結(jié)構(gòu)，由于左右對(duì)稱，其在左右方向的熱變形就比單立柱的結(jié)構(gòu)要小得多。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，使關(guān)鍵部件的熱變形只在無(wú)礙于加工精度的方向上產(chǎn)生，這也是從結(jié)構(gòu)上解決熱變形對(duì)加工精度影響的一個(gè)措施。
此外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)為減少熱變形的影響，還可以從選擇材料上加以考慮。例如，對(duì)一些十分關(guān)鍵的零件，可采用線膨脹系數(shù)小的材料。
5.控制環(huán)境溫度
精密機(jī)床一般安裝在恒溫車間，其恒溫誤差一般控制在±1℃以內(nèi)。
