车削直径d=40mm，长度L=1500mm，材料为45钢的机床光杠，已知室温为t₀=20℃，车削时因受切削热的影响，使工件温度升至t₁=60℃，求工件的伸长量ΔL。

解：查表得：45钢线胀系数α₁=11.95×10^-6/℃

根据计算式ΔL=α_lL（t₁-t₀）

=11.95×10^-6/℃×15000×（60-20）

=0.6954mm

图3-11 不均匀的热变形

2）不均匀的受热。根据工件形状的结构特点，使工件各部受热不均匀。如图3-11中的工件，在切削时，B侧未参与切削，切削力只作用在A侧，并产生切削热使其升温，所以A侧比B侧的温度高，当工件冷却后，则因收缩使A侧产生反拱形误差。

（2）刀具受热变形 刀具的热变形主要是由于切削热引起的。虽然只有部分切削热传散到刀具，但由于刀具体积小，热容量也小，所以刀具切削部分通常会达到很高的温度和较大的热伸长量，如用高速钢刀具进行车削时，其刃部温度可达700℃左右，刀具的热伸长量可达0.03～0.05mm，对加工精度有一定的影响。这种影响在切削初期比较明显，但达到热平衡状态后，刀具的热变形趋于稳定，其影响相对较小。因此，在成批生产连续作业时，应特别注意开始切削时加工尺寸的变化。

（3）机床受热变形 在切削过程中，机床受内外热源的影响，各部分的温度将逐渐升高，但由于机床结构的不对称或不均匀受热，使其产生不均匀、不对称的热变形。例如车床，因主轴箱中的轴承、齿轮摩擦生热，工作一段时间后，由于主轴前端受力较大，使主轴箱前端的温升高于后端，使其在垂直面和水平面内发生偏移或倾斜；主轴箱的热量传递给床身，使床身上部温升高于底部，使导轨向上拱起，更加剧了主轴的倾斜，如图3-12所示。

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图3-12 机床热变形的趋势

机床各部不均匀的热变形，不仅破坏了机床的几何精度，还使各种移动的位置和传动比关系发生变化，从而降低了机床的加工精度，产生加工误差。只有达到热平衡状态，才能稳定加工精度。但是，由于机床体积和热容量较大，这个过程需要很长时间，因此，在短时间内控制加工尺寸是很困难的。

2.减少工艺系统受热变形的主要措施

在切削过程中，工艺系统各种热源产生大量的热，传散到各构件引起温度逐渐升高，同时它们也向周围介质散热。但单位时间内传入和散发的热量相等时，即可认为工艺系统达到热平衡状态。在热平衡状态下，工艺系统各部分的温度保持不变，形成稳定的温度场，其受热变形也相应地趋于稳定，引起的加工误差也比较稳定。

设法尽快使工艺系统达到热平衡状态，是减少工艺系统受热变形的主要途径。其主要措施有：

1）通过正确选择刀具几何角度和合理的切削用量，以减少切削热的产生。

2）采用大流量冷却液等冷却方式，加强散热能力，使切削热能及时散发出去。

3）在必要时应对机床进行预热。在冬季或寒冷地区应空运转一段时间，或设置热源，人为地给机床预热，促使机床达到热平衡状态时，再开始工作。

4）控制环境温度。精密加工应在恒温室中进行，减小环境温度变化对工艺系统的影响。

5）探索温度变化与加工误差之间的规律，在测量时实行预修正。比如当工件直径在某一工作温度下，因冷却收缩了某一数值时，则在最终控制尺寸时增大相应的收缩量（但应以工作温度不变为前提）。