XK717数控铣床热特性研究

发布时间：2017-04-10 21:43

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【摘要】： 随着机床向高速度、高精度方向的迅速发展，对机床的加工精度和可靠性提出了更高的要求，机床的热态特性成为人们关注和研究的热点之一。在机械加工中，工艺系统在各种热源(摩擦热、切削热、环境温度、热辐射等)的作用下，产生温度场，致使机床、刀具、工件、夹具等产生热变形，从而影响工件与刀具间的相对位移，造成加工误差，进而影响零件的加工精度。根据调查统计表明，在精密加工中，热变形引起的制造误差，占总制造误差的40％～70％。因此，如何减少热变形，提高加工精度，是机床设计中非常棘手和重要的问题。本课题结合浙江省重大科技招标资助项目(大型高效数控模具加工机床关键技术研究)，在设计阶段，使用有限元方法，对XK717数控铣床进行热特性研究，并根据研究计算的结果进行评价，最终达到设计目标。内容如下： 第一章，论述了工艺系统的热源、改善机床热变形的对策以及主轴系统热特性的研究，并介绍了本文的课题背景，概述了本文的主要工作。 第二章介绍了热传导和热弹塑性基础理论知识，总结了温度场和热弹性的有限元分析理论。 第三章着重分析了数控铣床热边界条件的模型，以及讨论了数控 铣床整机热特性和主轴系统热特性分析的过程与方法。 第四章对XK7 17数控铣床进行整机热特性分析，并与现有XKS 10 数控铣床的分析结果进行比较，从而为进一步采取措施，改善机床热 特性提供了依据。 第五章建立了XK7 17数控铣床主轴及主轴箱的三维有限元模型，， 结合普通水箱进行冷却时冷却水温升的数学模型，对带有冷却套冷却 的铣床主轴系统进行热特性分析，得出了各种参数(如冷却泵的流量、 水箱的大小、散热状况及冷却水的温度)对主轴热特性的影响规律;并 提出了对主轴冷却套的布局进行改进的想法，从而为数控铣床的设计 提供了理论依据。 全文的研究结果进行了总结并对进一步工作进行了展望。
【关键词】：热特性 机床 有限元 ANSYS
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TG547
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 前言8
• 1.2 工艺系统的热源8-11
• 1.3 机床热变形机理11
• 1.4 改善机床热变形的对策11-13
• 1.5 机床主轴系统的热特性研究13-15
• 1.6 课题背景15
• 1.7 本课题研究的内容15-17
• 第二章 机床热特性分析的有限元理论17-29
• 2.1 热传导理论基础17-20
• 2.2 温度场的有限元理论20-22
• 2.3 热弹性基本理论22-25
• 2.4 热弹性有限元理论25-26
• 2.5 算例分析26-28
• 本章小结28-29
• 第三章 数控铣床热特性分析的过程与方法29-42
• 3.1 ANSYS典型分析过程29-30
• 3.1.1 有限元模型的创建(前处理)29-30
• 3.1.2 加载和求解30
• 3.1.3 查看结果(后处理)30
• 3.2 数控铣床有限元热模型的建立30-36
• 3.2.1 铣床结构CAD实体模型的简化31
• 3.2.2 有限元模型的建立31-32
• 3.2.3 数控铣床边界条件模型分析32-36
• 3.3 数控铣床热特性分析评价指标36
• 3.4 数控铣床整机热特性分析过程36-38
• 3.5 数控铣床主轴系统热特性分析38-41
• 3.5.1 主轴系统热特性分析过程38-39
• 3.5.2 温度场分析时间步的设置39-40
• 3.5.3 温度值的读取40-41
• 本章小结41-42
• 第四章 XK717数控铣床整机热特性分析42-48
• 4.1 数控铣床整机有限元模42-43
• 4.2 分析条件43-44
• 4.3 结果分析44-47
• 本章小结47-48
• 第五章 XK717数控铣床主轴系统的热特性分析48-60
• 5.1 主轴和主轴箱的有限元模型48-49
• 5.2 冷却水温升的数学模型49-50
• 5.3 结果分析50-59
• 5.3.1 提高转速进行预热对主轴系统热特性的影响51-52
• 5.3.2 冷却水流量对主轴热特性的影响52-53
• 5.3.3 水箱大小对主轴热特性的影响53-54
• 5.3.4 水箱散热状况对主轴热特性的影响54-55
• 5.3.5 冷却水温度对主轴热特性的影响55-56
• 5.3.6 改进冷却套的布局对主轴热特性的影响56-59
• 5.4 分析结论59
• 本章小结59-60
• 总结与展望60-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间参加科研项目与发表的学术论文66

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孟玲霞;杨庆东;韩秋实;郑军;;超精密车削中心热分析边界条件的确定[J];机床与液压;2012年01期

2 谢黎明;袁慧娟;靳岚;苟卫东;裴大为;;双驱滚珠丝杠进给系统温度场计算[J];机械制造;2012年02期

3 王金生;王刚毅;;双头电火花加工机床Y轴横梁结构设计与分析[J];煤矿机械;2011年09期

4 杨淇帆;梁睿君;叶文华;;基于有限元的机床主轴箱部件的热特性分析[J];机械科学与技术;2012年11期

5 何春燕;朱蕾;张泰;;ANSYS在数控机床热误差建模中的应用[J];新乡学院学报(自然科学版);2010年03期

6 康子雄;位文明;李e

本文编号：297595