大型超精密光學(xué)磨床的溫度場(chǎng)分布及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.pdf

1、目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于機(jī)床的加工精密度要求越來越高,而在造成機(jī)床加工誤差的諸多因素中,熱誤差最為關(guān)鍵,尤其是對(duì)于超精密機(jī)床來說,熱誤差大約占據(jù)總誤差的40％~70%,因此研究超精密機(jī)床的熱學(xué)性能越來越重要。為了保證機(jī)床溫度場(chǎng)分布分析的準(zhǔn)確性,提高機(jī)床的加工精度,本文以自主設(shè)計(jì)的超精密光學(xué)磨床為研究對(duì)象,提出了一種基于熱力學(xué)理論的熱導(dǎo)率分析模型以及結(jié)合有限元分析的機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。
　　首先,介紹了本課題超精密光學(xué)磨床的整體結(jié)構(gòu),并且依據(jù)

2、機(jī)床靜態(tài)、動(dòng)態(tài)以及熱態(tài)性能的要求給各部件選擇了合適的材料;然后,在確定出超精密光學(xué)磨床各部件熱源的基礎(chǔ)上,基于傳熱學(xué)理論闡述了整個(gè)機(jī)床的傳熱方式;為了更精確的計(jì)算分析出機(jī)床的溫度場(chǎng)分布,利用固體物理學(xué)知識(shí),通過Hasselman and Johnson模型以及Holland模型計(jì)算出來了機(jī)床各部件材料的熱導(dǎo)率;之后,建立了主軸、溜板箱以及床身的有限元模型,計(jì)算出了各自系統(tǒng)熱源的大小以及其熱傳導(dǎo)邊界條件,并且通過有限元軟件ANSYS和Wo