數(shù)控機(jī)床主軸部件熱特性分析及熱誤差建模技術(shù)的研究.pdf

1、現(xiàn)代制造業(yè)對工件的加工質(zhì)量和精度提出了越來越高的要求，促使機(jī)床工業(yè)向高速度、高精度和高度柔性自動方向快速發(fā)展。對于高精密數(shù)控車削中心，由于其加工過程中受到內(nèi)部熱源和外部環(huán)境溫度的綜合作用致使溫度場發(fā)生變化，使各部件產(chǎn)生熱變形，造成了刀具和工件的相對位置發(fā)生變化，產(chǎn)生熱誤差。熱誤差對機(jī)床的加工精度有著重要的影響，因此研究高精度數(shù)控機(jī)床的熱特性及其熱誤差建模技術(shù)具有非常重要的意義。
　　本文以某數(shù)控車削中心的主軸部件熱誤差為研究對象，

2、對主軸部件的熱特性和熱誤差進(jìn)行分析并研究了其對機(jī)床性能的影響，論文主要研究工作具體如下：
　　(1)在查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，掌握了機(jī)床主軸熱特性分析和熱誤差補(bǔ)償技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展情況，闡述了課題研究的主要研究內(nèi)容和意義，確立了本課題研究的主要思路和方法。
　　(2)以APDL語言為基礎(chǔ)，通過VB調(diào)用ANSYS的方式開發(fā)主軸熱力耦合分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以通過輸入主軸模型尺寸、邊界條件和網(wǎng)格尺寸后直接進(jìn)行熱力耦合分析計算

3、。系統(tǒng)在不打開ANSYS主界面的情況下完成了主軸的熱特性分析，將結(jié)果保存在指定文件夾中，方便用戶查看。
　　(3)應(yīng)用所開發(fā)的主軸熱力耦合分析系統(tǒng)，對數(shù)控機(jī)床的主軸部件進(jìn)行了整體分析，分別得到了數(shù)控機(jī)床主軸部件穩(wěn)態(tài)溫度場和瞬態(tài)溫度場、熱變形及熱應(yīng)力的變化情況。
　　(4)采用Workbench優(yōu)化設(shè)計實現(xiàn)主軸的優(yōu)化設(shè)計和對應(yīng)的響應(yīng)分析，選擇合理的輸入?yún)?shù)上下限進(jìn)行優(yōu)化計算得到3個候選設(shè)計點，從中選擇最優(yōu)設(shè)計方案。對比優(yōu)化前后