數(shù)控機(jī)床主軸熱誤差機(jī)理仿真與建模補(bǔ)償?shù)难芯?pdf

1、本文以上海儀表機(jī)床廠所生產(chǎn)的CK6430型數(shù)控車床主軸為研究對象，對主軸誤差產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了分析和歸類，分析了主軸的熱特性并進(jìn)行了主軸熱誤差補(bǔ)償研究，通過外部補(bǔ)償器與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的交互，實(shí)現(xiàn)了對誤差的補(bǔ)償，達(dá)到了提高機(jī)床加工精度的目的。本文的主要內(nèi)容包括：
　　(1)對數(shù)控機(jī)床主軸熱誤差的誤差元素進(jìn)行了分類和機(jī)理分析，歸納出主軸的綜合徑向誤差以及綜合軸向誤差，并介紹了主軸誤差測量的方法。隨后在傳熱學(xué)基礎(chǔ)上對主軸的熱特性進(jìn)行了分析，得

2、到主軸主要熱源熱載荷以及主軸與周圍空氣熱對流的計(jì)算方法，并采用有限元方法對主軸由于主軸箱以及軸承的不均勻熱變形而產(chǎn)生的熱誤差進(jìn)行了仿真分析，驗(yàn)證了之前對于主軸熱誤差的產(chǎn)生機(jī)理的分析。
　　(2)通過有限元仿真的方法分析了主軸綜合熱誤差與主軸箱上溫度測點(diǎn)的熱遲滯效應(yīng)，并根據(jù)仿真結(jié)果對溫度測點(diǎn)進(jìn)行了分類，分為超前測點(diǎn)和滯后測點(diǎn)，并提出采用超前測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)建立主軸熱誤差的分布同步模型，對超前測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)做時(shí)間上的人為滯后處理，使之與

3、熱誤差數(shù)據(jù)具有更好相關(guān)性和同步性，從而在建模時(shí)得到更高的精度。
　　(3)完善了課題所開發(fā)的用于數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償系統(tǒng)，通過敘述其架構(gòu)和與數(shù)控機(jī)床通訊交互方式介紹了其工作原理，并進(jìn)行了熱誤差測量模塊的硬件選型，以及針對數(shù)控機(jī)床主軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)測量模塊軟件的開發(fā)。
　　(4)針對所提出的主軸熱誤差與主軸箱溫度數(shù)據(jù)的熱遲滯效應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分證實(shí)了遲滯效應(yīng)的存在，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果表明通過人為地消除該