作者:李坤穎、詹詠超、黃郁翔、張碩軒工具機動態進給熱生成與冷卻機制的探討
熱誤差是超精密加工機最主要的誤差來源，而在切削加工過程中所產生的溫昇造成的熱變位往往使得加工精度降低及品質不佳。工具機加工時之誤差有40 %至70 %是由熱變位所造成[1]。由於在工具機的運轉或切削加工過程中很難避免熱的產生，如何預測工具機的溫度變化，進而設計有效的熱管理措施，便是發展超高精度工具機的一項重要任務。就目前而言，工具機廠除了發展高精度五軸加工機外以及加值軟體之外，最主要還是會針對工具機熱誤差相關課題去做研究。在工具機內的熱傳模擬中，影響甚大的一項因子即是工件之間的接觸熱阻。接觸熱阻會受到接觸面材質、表面粗糙度、表面油膜特性及結合應力的影響，進而改變工具機內的溫度分布與熱變形量。因此，工具機熱行為表現的優劣程度，可視為衡量精度與穩定度的重要指標；本研究中，我們針對工具機主要使用的鑄鐵及碳鋼材料做分析並使用冷卻流體針對工具機動態進給所產生的熱量進行熱交換的動作來達到熱誤差抑制的手段。我們以有限元素法模擬最佳的冷卻流道及冷卻條件並搭配冷卻機針對熱源做熱抑制手段，使結構溫度變異在±0.5℃以內。