GMB2550龍門鏜銑加工中心主軸系統(tǒng)熱特性分析.pdf

1、機床是機械制造業(yè)的基礎(chǔ)，其設(shè)計和制造水平是衡量國家制造業(yè)的標(biāo)尺。高精度加工是當(dāng)今機床工業(yè)的發(fā)展趨勢，提高加工精度的根本途徑是減小加工誤差，尤其是由機床熱變形引起的誤差。本文以GMB2550龍門鏜銑加工中心主軸系統(tǒng)為研究對象，主要做了以下工作:
　　(1)簡介機床熱變形的研究現(xiàn)狀，說明了溫度場分布對加工精度的影響，總結(jié)了減小機床熱誤差方面的研究方向，并對有限元法和本文應(yīng)用的計算軟件做了介紹。
　　(2)建立主軸系統(tǒng)的有限元模型

2、。論述了溫度場和熱應(yīng)力的有限元解法，使用Pro/E建立主軸系統(tǒng)實體模型，導(dǎo)入到ABAQUS/CAE中完成裝配，并對主軸系統(tǒng)各個部件的物性參數(shù)、部件間的相互作用進行定義，對整體模型網(wǎng)格劃分。
　　(3)主軸系統(tǒng)溫度場有限元分析。確定了主軸系統(tǒng)的熱源及其傳遞方式，在異步電機以2000r/min轉(zhuǎn)速的工況下，進行瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)的溫度場有限元分析，對照測試溫度數(shù)據(jù)，修改熱態(tài)參數(shù)，保證計算分析的合理性。
　　(4)主軸系統(tǒng)熱變形分析計算。

3、在穩(wěn)態(tài)溫度場分布的基礎(chǔ)上進行熱應(yīng)力有限元分析，根據(jù)主軸熱變形的檢驗標(biāo)準(zhǔn)，計算出主軸懸伸端的徑向跳動和端面跳動，表明主軸系統(tǒng)熱變形嚴(yán)重影響加工精度。
　　(5)優(yōu)化設(shè)計主軸系統(tǒng)，提出減小熱變形的有效措施，如提升異步電機位置、采取對稱結(jié)構(gòu)等，并詳細(xì)分析設(shè)置冷卻帶和輔助熱源這兩種方法。優(yōu)化后，主軸系統(tǒng)熱變形大幅減小。
　　本文結(jié)合當(dāng)前機床主軸系統(tǒng)熱變形的研究現(xiàn)狀，以優(yōu)化主軸系統(tǒng)的熱態(tài)特性為目標(biāo)，減小熱變形，提高加工精度，為國內(nèi)同類