五轴数控机床的热分析研究

发布时间：2021-11-03 01:56

　　随着机床行业的发展,市场对于机床性能的要求日益提高,我国要想在未来的竞争中不处于劣势就必须掌握高精度机床的设计制造技术。在减小工件误差的研究中发现,在高精度机床中热变形是影响工件误差主要原因,因此减小机床热变形是提高机床加工精度十分重要的方法。本文以减小机床热变形为切入点,对自主研发的五轴数控机床—螺旋锥齿轮加工机床进行研究,分析机床整机温度场和热变形,根据分析结果对温度场和热变形场影响最大的进给系统进行改进,并建立机床热误差预测模型对热误差进行预测和补偿。主要研究内容及取得的成果如下:（1）分析确定五轴螺旋锥齿轮数控机床的主要热源和散热方式,并依据机床具体工作情况对热源生热的和机床散热进行计算,设置有限元热分析的热载荷和边界条件。（2）利用热像仪对与研究机床进给系统结构与电机功率相似的VMC立式加工中心进给系统进行实验分析,建立丝杠体与空气的对流换热系数计算模型,并对传统数学模型进行修正。（3）在不同工况下,对机床整机进行温度场分析,获得稳态和瞬态温度分布云图,再结合温度场与机床受力情况进行热—结构耦合分析得到热变形分布云图,由温度和热变形分布云图可知,进给系统生热变形是影响整机热变... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

五轴数控机床1

沈阳工业大学硕士学位论文旋转运动的部件，其中主轴减速箱 a 控制刀具主轴方向转主轴方向转动，主轴减速箱 c 控制工件沿 Z 轴转动。系统：包括伺服电机、滚珠丝杠系统、导轨等，是完成机性导轨 1 和滚珠丝杠 1 控制滑枕沿 X 轴方向移动，线性导 轴方向移动，线性导轨 3 和滚珠丝杠 3 控制工件沿 Y 轴方究思路及内容控机床为研究对象，针对其温升大和精度达不到要求的问利用有限元分析软件对机床整机进行温度场和热变形场进据对机床进行改进和误差预测。工作流程如图 1.2 所示：

图 2.1 导热分析模型Fig. 2.1 Thermal analysis model理以及热力学第一定律：ΦQΦUiυod d d d入单元的总热量，J；υd Q为单元产生的总热量，J； d U为单元内能的变化量，J。ixyzd Φ dΦ dΦ dΦoxxyyzzΦΦΦΦddddddd ，导入单元的热量可以由公式（2.14）计算： xyztΦqxyλxzytΦqxzλyzxtΦqyzλzzyyxxddddddddddddddd


本文编号：3472814