重型數(shù)控落地銑鏜床熱特性研究及優(yōu)化設(shè)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(shù)水平和綜合國力的戰(zhàn)略物資。我國在一些關(guān)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(shù)強國。
　　重型數(shù)控落地銑鏜床在工作過程中,在機床內(nèi)部和環(huán)境因素的影響下,機床上各關(guān)鍵部件均產(chǎn)生不同程度的熱變形,引發(fā)機床刀尖點的位置變化,導(dǎo)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(guān)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(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)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(wǎng)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(chǔ)。
　　2、在對重型機床熱源和邊界條件分析的基礎(chǔ)

3、上,根據(jù)經(jīng)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。基于ANSYS分析機床整機和關(guān)鍵零部件的溫度場和變形場。選擇關(guān)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(jié)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(zhuǎn)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(yù)緊力進行優(yōu)化設(shè)計,尋求主軸軸承的熱特性和動態(tài)特性的最優(yōu)配置。