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復合式鏜銑加工中心熱-結構耦合分析與研究
閱讀：113 發(fā)布時間：2020-8-11伯特利數控 加工中心 鉆攻中心
前言：
復合式鏜銑加工中心TX1600適合加工精密復雜的箱體，具有高效、高精、高穩(wěn)定性等特點。其鏜削系統(tǒng)采用立柱支撐，主軸箱和滑枕構成懸臂式運動部件，大行程為1200 mm。鏜削過程中，自重及鏜削力等因素會使系統(tǒng)產生變形，引起加工誤差[1]。同時，由于鏜削過程中軸承、絲杠螺母副、導軌副等摩擦生熱，使零部件溫度升高，引起較大的熱變形因此，鏜削過程中，熱載荷和結構載荷對加工中心工作性能的影響均不容忽視。
國內外學者對鏜削系統(tǒng)的靜力學特性和熱特性做了很多研究。康俊賢、M RAHMAN等w對滑枕撓度進行分析，并提出刮研法、電液比例控制法等對其進行補償；郭志超等^分析了溫度對滑枕產生的影響，并提出采用低熱膨脹系數連桿將滑枕前端和位移測量系統(tǒng)相連，來實時測量滑枕的熱變形。
本文作者通過熱-結構耦合分析，研究鏜削系統(tǒng)在熱載荷和結構載荷共同作用下的變形，重點關注滑枕在Z軸進給不同位置時，刀具端頭終的變形，并提出一種有效的誤差補償機構。
1 TX1600鏜銑加工中心簡介
TX1600鏜銑加工中心采用龍門式銑削與臥式鏜削相結合的結構布局，其結構圖如圖1所示。該加工中心具有銑削和鏜削兩個主軸，可在一次裝夾下實現大型復雜箱體類零件的多面復合加工。鏜削過程中，滑枕沿Z向伸出呈懸臂狀態(tài)，在自重和鏜削力的作用下，鏜削系統(tǒng)會發(fā)生靜力變形并終反映到刀尖點上。同時摩擦熱、切削熱等因素使系統(tǒng)產生熱變形，造成加工誤差。
2鏜削系統(tǒng)的熱載荷分析2.1熱源的分析計算
鏜削系統(tǒng)內部熱源包括：切削熱、電機發(fā)熱、傳動摩擦熱（軸承、絲杠螺母副、導軌副）及輻射熱[6。電機裝在滑枕組件外部對系統(tǒng)的影響較小，冷卻液和切屑會帶走大部分切削熱，因此這里只考慮傳動摩擦熱。