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鏜銑加工中心主軸部件熱特性分析
閱讀：174 發(fā)布時間：2020-8-12
| 工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，為機床行業(yè)的發(fā)展帶來了新的機遇，也帶來了新的挑 戰(zhàn)。高精密數(shù)控機床己經(jīng)占據(jù)了我國制造業(yè)以及其他相關(guān)行業(yè)的基礎(chǔ)地位。機床的加 工精度主要通過減小加工誤差來實現(xiàn)。在減小加工誤差的研宄過程中發(fā)現(xiàn)，機床熱變 形誤差在機床總加工誤差中占據(jù)了相當大的比重。所以，探宄如何降低機床的熱變形 誤差就顯得十分重要。主軸及其部件是臥式鏜銑加工中心的核心組成部分，而它在熱 源作用下的熱特性，直接影響到機床的加工精度。所以，對機床主軸部件進行熱特性 分析，對減小加工誤差，提高機床加工精度具有重要的理論以及工程應(yīng)用價值。 本文以TH6213臥式鏜銑加工中心的主軸箱及其關(guān)鍵功能部件為研宄對象，借助 有限元分析方法，通過熱源分析、發(fā)熱量計算以及數(shù)值模擬，得到主軸、ZF減速箱、 主軸箱的穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)溫度場分布以及相應(yīng)熱變形量大小，結(jié)合實際溫度測量跑車試驗 為主軸部件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計以及熱誤差的補償提供依據(jù)。 本文主要工作如下： 0. 建立了鏜銑加工中心主軸及其關(guān)鍵功能部件的熱特性分析有限元模型；通過 模型簡化等手段對其進行了優(yōu)化，并且應(yīng)用整體劃分、局部細化的方法對模型進行了 有限元網(wǎng)格劃分。 1. 分析了主軸及其部件的發(fā)熱規(guī)律，確定了主要熱源一主軸軸承；計算發(fā)熱量 作為主軸熱特性分析的外加載荷，計算模型各對流表面的對流換熱系數(shù)作為有限元分 析的邊界條件。 2. 對主軸、ZF減速箱以及主軸箱整體進行溫度場有限元仿真分析，得到溫度場 分布以及穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)溫度場變化規(guī)律：從穩(wěn)態(tài)分析結(jié)果可以得出系統(tǒng)達到熱平衡時的 溫度場分布；從主軸瞬態(tài)溫度變化曲線中可以得出，主軸系統(tǒng)溫度曲線平滑，初始溫 度變化率較大，逐漸趨于平穩(wěn)，約在9600s左右達到熱平衡；各主軸軸承位置溫度 高達45.456°C，出現(xiàn)在負載高的三號軸承位置;而對稱溫度場分布則驗證了 TH6213 |