數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)熱誤差分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著制造業(yè)向高速高精度加工方向發(fā)展，熱誤差對(duì)機(jī)床加工精度的影響日趨嚴(yán)重，因此減小熱誤差是提高機(jī)床加工精度的重要途徑。由于滑塊與導(dǎo)軌、軸承與絲杠以及螺母與絲杠之間的摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱量，因此進(jìn)給系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床上的主要熱源，由溫升所引起的熱誤差將降低機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的精度。
　　本文以沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)生產(chǎn)的VMC850E立式加工中心改造的試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)給系統(tǒng)為研究對(duì)象，研究滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副和滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的溫度場(chǎng)與熱變形，為減小進(jìn)給系統(tǒng)的熱誤差

2、提供依據(jù)。本文的主要研究工作如下：
　?。?）在理論研究方面，通過(guò)對(duì)熱量傳遞的基本方式與定律、溫度場(chǎng)與熱變形基礎(chǔ)理論以及導(dǎo)熱微分方程等熱基礎(chǔ)理論的研究與分析后，確定出滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副和滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)熱量以及熱對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算方法和計(jì)算過(guò)程，為后續(xù)進(jìn)給系統(tǒng)的溫度場(chǎng)與熱變形的有限元仿真分析提供依據(jù)。
　?。?）建立滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副和滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的有限元模型，將熱邊界條件加載在有限元模型上分別對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)溫度場(chǎng)分析以及

3、熱—結(jié)構(gòu)耦合分析，獲得進(jìn)給系統(tǒng)溫度場(chǎng)與熱變形的變化規(guī)律；通過(guò)仿真分析來(lái)研究影響滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副熱誤差的因素以及高速進(jìn)給速度下滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的溫度場(chǎng)與熱變形的變化規(guī)律，同時(shí)提出減小滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)熱誤差的有效方法。
　?。?）依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康呐c性能要求，設(shè)計(jì)試驗(yàn)平臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)載荷加載機(jī)構(gòu)，自主搭建滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)熱誤差研究試驗(yàn)平臺(tái)。
　?。?）對(duì)試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行溫度場(chǎng)與熱變形的試驗(yàn)研究，將試驗(yàn)得出的結(jié)果與熱誤差仿真分析