銑車復合加工中心雙驅進給系統(tǒng)同步熱誤差分析.pdf

1、隨著數控機床向高速度、高精度、復合化、智能化方向發(fā)展，雙軸驅動的進給系統(tǒng)也開始應用于高檔加工中心，用以抑制因高速進給時所產生的振動。例如，日本的森精機為重心驅動。該機構的特點是通過兩根滾珠絲杠按住移動結構物的重心以抑制振動，具有縮短加工時間、提高真圓度、延長刀具壽命等許多優(yōu)點。但是，由于機床移動部件間的彼此位置不斷變化引起機床運動部件重心位置的變化，造成力矩的不平衡，引起驅動系統(tǒng)不必要的彈性變形，進而誘發(fā)振動，影響加工精度。雙驅動方式盡

2、管會在很大程度上抑制振動產生，但雙驅動系統(tǒng)也有其自身難以避免的缺點--引入同步誤差。
　　 數控機床的定位精度是反映機床性能的一項重要指標，是影響工件加工精度的重要因素。兩傳動系統(tǒng)的同步性是影響數控機床定位精度的主要因素之一。滾珠絲杠螺母副作為數控機床進給系統(tǒng)的關鍵傳動件，它的精度至關重要。在機床工作過程中，影響滾珠絲杠精度主要因素有：導程誤差、預拉伸和兩滾珠絲杠由于負載的不均衡而造成扭矩的變動差異性、熱溫升差異量。其中熱溫升差

3、異量的產生是由于滾珠絲杠和螺母、軸承座上軸承內外圈相對運動所產生的熱變形，它嚴重影響定位精度的主要因素之一。
　　 本課題是蘭州理工大學、青海一機和華中科技大學共同承擔的2010年高檔數控機床與基礎制造裝備科技重大專項--梁無滑枕立式銑車復合加工中心(2010ZX04001-032)研制中的子課題，針對以上問題對機床雙驅滾珠絲杠進給系統(tǒng)的溫度場以及熱變形的數學模型、邊界條件計算、熱特性分析等方面進行了研究。主要內容如下：

4、　　 1.對動梁無滑枕立式銑車復合加工中心進行了介紹，明確了機床主要技術指標。對雙驅滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的溫度場與熱變形進行了研究。
　　 2.利用有限元法建立溫度場的數學模型，基于熱彈性和有限元原理建立熱變形的有限元方程并建立機床滾珠絲杠進給系統(tǒng)Solid Works模型。分析滾珠絲杠進給系統(tǒng)的熱源，計算發(fā)熱量，確定熱量傳遞方式與邊界條件，用ANSYS Workbench軟件對其進行網格劃分并計算出滾珠絲杠進給系統(tǒng)的溫度場分布，