数控机床在加工过程中会产生热量,其关键部件随之产生热变形,从而影响机床加工精度,而机床的加工精度是一切装备制造的基础,因此采取简单可行的热伸长补偿方法来保证机床加工精度,对国家制造业的发展意义重大。本文分析了在热伸长变形方面国内外机床精度的补偿方法,认为国外机床补偿结构比较复杂、所建数学模型参数多,对数控系统的精度要求严格,同时价格昂贵,不适用国内机床行业现状;国内粗狂型补偿效果不理想,并且要求相关操作繁琐,也不能普及推广。本文以Q2W-184型数控铣镗床为研究对象,首先对Q2W-184型数控铣镗床热变形机理进行了探讨,机床主要热源有其运动部件的相对运动产生的热量和静压油膜受挤压导致的发热量,并且因为此机床尺寸较大,受温度影响大,裸露在外的大尺寸零件如床身,滑座,主轴箱和立柱等,散热效果好,热伸长随温度变化较小;对主加工部件滑枕和镗轴来说,镗轴包含于滑枕内,滑枕包含于主轴箱内,处于封闭状态,散热效果差,受温度变化影响大,同时二者距刀具最近,直接影响机床的加工精度,属于关键部件。本文通过Q2W-184型数控铣镗床在无补偿措施时热伸长测量试验,对关键部件滑枕和镗轴进行热态分析得出:主轴转速1000rpm连续运转状态下,测得温升24℃,滑枕最大伸长量为0.31mm,镗轴最大伸长量为0.18mm,因此经过试验证实滑枕和镗轴受温度变化影响比较大;通过对Q2W-184型数控铣镗床选取关键温度点试验得出:滑枕前端上表面与三个主轴轴承对应的三点位置以及滑枕与主轴箱间立面与水平面油膜两点为关键温度点,对机床滑枕前端和镗轴前端刀具位置点热伸长影响非常大,因此将这五点作为关键温度采集点进行热伸长补偿。通过对Q2W-184型数控铣镗床试验选取的五个关键点布置传感器,测得温度随时间变化关系以及镗轴热伸长量与时间的变化关系,对其进行分析处理,建立镗轴热伸长量与温度变化量的数学函数关系式。利用机床自带的FAGOR 8055M数控系统所带的补偿功能,将数学函数关系式编写成数控系统能够读取的程序。通过对机床关键温度点的测量,将温度的模拟信号转换成数字信号后,经由事先建立的数学函数关系式由温度变量间接预估热变形误差,最后依据所预估的误差由PLC控制器改变伺服电机驱动轴的位置,使数控机床的坐标系统能够依照所输入的偏移值产生坐标偏移,进而实现热伸长的实时补偿。同时PLC与PC机进行连接,实现动态显示监测。经过试验确定以温度为变量的热伸长补偿方法使得镗轴轴向热身长误差由补偿前的0.18mm达到0.06mm以内,保证了镗轴前端刀具刀尖位置精度,大大提高了加工精度。