重型數(shù)控落地銑鏜床熱特性研究及優(yōu)化設計.pdf

1、重型數(shù)控機床是我國能源、航天航空、大型艦船、汽車等行業(yè)發(fā)展的急需,是衡量一個國家技術水平和綜合國力的戰(zhàn)略物資。我國在一些關鍵型號重型機床的自主研發(fā)獲得突破,成為重型數(shù)控機床的制造與消費大國,但不是高檔重型數(shù)控機床的技術強國。
　　重型數(shù)控落地銑鏜床在工作過程中,在機床內部和環(huán)境因素的影響下,機床上各關鍵部件均產生不同程度的熱變形,引發(fā)機床刀尖點的位置變化,導致加工精度下降。重型銑鏜床的溫升主要集中在主軸附近,其他進給軸和工作單元溫

2、升并不明顯。本文主要采用有限元法研究重型數(shù)控落地銑鏜床整機和關鍵部件溫度場分布以及熱平衡對機床精度的影響,并基于ANSYS優(yōu)化平臺,對主軸軸承裝配工藝和滑枕結構參數(shù)進行優(yōu)化設計。本文主要工作可概括為:
　　1、基于PRO/E建立重型機床裝配體實體模型,并進行合理的簡化,探討機床的有限元網格劃分方法,分析機床裝配體的接觸熱阻,基于此建立機床的有限元模型,為機床熱態(tài)特性分析奠定基礎。
　　2、在對重型機床熱源和邊界條件分析的基礎

3、上,根據經驗公式和理論模型計算各熱源的大小和對流邊界系數(shù)值,建立機床的溫度場和變形場有限元模型?；贏NSYS分析機床整機和關鍵零部件的溫度場和變形場。選擇關鍵部件滾珠絲杠系統(tǒng)作為試驗對象,對比分析滾珠絲杠系統(tǒng)熱態(tài)特性理論分析和實驗分析結果,驗證有限元分析方法的準確性。
　　3、主軸軸承發(fā)熱問題制約主軸轉速的提升和精度保持。本文從主軸軸承的裝配工藝出發(fā),對主軸軸承的預緊力進行優(yōu)化設計,尋求主軸軸承的熱特性和動態(tài)特性的最優(yōu)配置。