数控卧轴平面磨床油池—基座的热性能分析与优化

发布时间：2023-03-10 21:30

　　MGK7120平面高精密数控磨床加工精度受到双V型导轨热变形的影响,尤其是双V型导轨在Y向上的热位移将直接影响十字拖板以及被加工零件的Y向位置精度。通过分析磨床油池-基座系统在工作时的温升以及热变形情况,可以掌握十字拖板双V型导轨的热变形机理,为结构优化设计提供优化依据,降低V型导轨热敏感方向的热位移,是提高磨床加工精度的关键。本论文以MGK7120数控高精度卧轴矩台平面磨床油池-基座系统的数字化模型作为研究对象,对磨床油池-基座系统建立了有限元模型并且通过流固热耦合分析,得到基座导轨的具体热变形值,并且采用与试验相结合的方法分验证了磨床油池-基座系统有限元模型的可靠性。具体工作如下:(1)对MGK7120磨床结构进行了详细了解,结合产品说明书分析了磨床油池温升的原因。以传热学理论为基础,对具有不同导热系数的物质之间的三种基本传热模式做了理论阐释与分析,且进一步总结了传热分析的四种分析方法,根据磨床实际工作情况,确定了磨床基座与空气、磨床基座与流体、流体与空气之间的对流换热系数,确定了流固热耦合仿真分析过程中需要的边界参数。(2)建立了MGK7120高精度卧轴矩台平面磨床油池-基座系统...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 机床热性能分析以及优化的研究现状
        1.2.1 机床热性能分析的现状
        1.2.2 机床热特性优化的研究现状
    1.3 MGK7120数控平面磨床介绍
        1.3.1 MGK7120磨床工作原理介绍
        1.3.2 MGK7120磨床油池-基座结构特点
    1.4 本论文的研究意义和主要研究工作
第2章 平面磨床热特性理论分析
    2.1 引言
    2.2 热量传递
        2.2.1 热传导
        2.2.2 热对流
        2.2.3 热辐射
    2.3 磨床热源与热变形分析
        2.3.1 磨床热源分析
        2.3.2 磨床热变形分析
    2.4 热分析计算方法
    2.5 本章小结
第3章 MGK7120磨床油池-基座系统流固热耦合分析
    3.1 引言
    3.2 热传导理论基础
    3.3 磨床油池-基座温度场的边界条件
    3.4 MGK7120磨床油池-基座有限元模型的建立
        3.4.1 MGK7120磨床基座三维建模
        3.4.2 定义材料属性
        3.4.3 磨床油池-基座系统三维模型网格划分
        3.4.4 磨床油池-基座系统边界载荷的设定
    3.5 流固热耦合分析
        3.5.1 磨床基座温度场分析
        3.5.2 磨床基座热-结构耦合理论基础
        3.5.3 磨床基座热变形分析
        3.5.4 使用Ansys APDL提取V型导轨热变形结果
    3.6 MGK7120磨床不同工况下导轨热变形分析
    3.7 MGK7120磨床油池-基座系统热态特性试验
        3.7.1 实验条件及装置
        3.7.2 温度测试点布置
        3.7.3 试验结果与分析
    3.8 本章小结
第4章 磨床油池结构的尺寸优化
    4.1 引言
    4.2 建立优化结构参数化模型
    4.3 设计参数尺寸优化以及约束条件
        4.3.1 油池尺寸优化设计的设计变量
        4.3.2 油池尺寸优化设计的约束条件
    4.4 尺寸优化过程
    4.5 尺寸优化结果分析
    4.6 磨床油池-基座系统优化结构性能验证
    4.7 本章小节
总结及展望
    1 总结
    2 展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3758597