銑車復合加工中心整機熱特性分析研究.pdf

1、隨著科學技術發(fā)展，現(xiàn)代機械產(chǎn)品對零部件結構、性能要求不斷提高，使得對機床的加工能力和加工精度要求越來越高。精密加工技術逐漸成為現(xiàn)代機械制造技術不可或缺的一部分，而制約著機床加工精度的因素就是機床的各種誤差，其中由機床熱變形引起的誤差已經(jīng)成為影響加工精度最主要的誤差源。
　　本文以XCM1600加工中心為研究對象，在分析了國內外關于機床熱特性研究的基礎上，對加工中心整機熱源分布及傳熱機制進行了分析，并對主要熱源發(fā)熱強度和換熱系數(shù)進行

2、了計算。運用有限元軟件ANSYS Workbench模擬出了整機溫度場和熱變形場，采用熱態(tài)信息鏈法定量計算出了各個零部件對機床軸端熱漂移影響的大小。對加工中心測溫點進行了優(yōu)化布置，并建立了主軸軸端Z向熱誤差預測模型，提出了誤差補償控制策略。具體研究內容和解決的問題如下:
　　1.首先在對XCM1600加工中心結構性能和與熱特性有關的關鍵技術進行研究的基礎上，分析了整機的熱源分布及傳熱機制，并以主軸系統(tǒng)為例剖析了機床的傳熱過程。對加

3、工中心主要熱源發(fā)熱強度和傳熱特性參數(shù)進行了計算，主要包括電機、軸承、絲杠螺母副、導軌副等熱源的發(fā)熱強度和機床各個零部件與外界進行熱量交換的換熱系數(shù)。
　　2.在保證加工中心裝配關系的基礎上對加工中心結構進行了適當?shù)暮喕肞ro/E軟件建立了簡化后的機床三維模型。借助有限元軟件ANSYS Workbench，在假定環(huán)境溫度為20℃的情況下，對加工中心的穩(wěn)態(tài)溫度場和熱變形場進行了模擬，并對主軸系統(tǒng)溫度場和熱變形場進行詳細分析。

4、r>　　3.利用熱態(tài)信息鏈法定量計算出了機床各個零部件熱變形對機床軸端三個方向熱漂移影響的大小。得出對主軸熱漂移影響最大的兩個零部件是主軸系統(tǒng)和刀架系統(tǒng)，其中主軸系統(tǒng)主要影響軸向熱漂移，刀架系統(tǒng)主要影響徑向熱漂移，并提出了改善機床熱誤差的措施。
　　4.提出采用模糊聚類分析與復相關系數(shù)相結合的方法對加工中心溫度測點進行了優(yōu)化布置。在保證精度的情況下，使測溫點從初始的16個減小到5個。
　　5.采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡算法建立了加工中