重型數(shù)控落地銑鏜床熱特性研究及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、重型數(shù)控機(jī)床是我國(guó)能源、航天航空、大型艦船、汽車等行業(yè)發(fā)展的急需,是衡量一個(gè)國(guó)家技術(shù)水平和綜合國(guó)力的戰(zhàn)略物資。我國(guó)在一些關(guān)鍵型號(hào)重型機(jī)床的自主研發(fā)獲得突破,成為重型數(shù)控機(jī)床的制造與消費(fèi)大國(guó),但不是高檔重型數(shù)控機(jī)床的技術(shù)強(qiáng)國(guó)。
　　重型數(shù)控落地銑鏜床在工作過(guò)程中,在機(jī)床內(nèi)部和環(huán)境因素的影響下,機(jī)床上各關(guān)鍵部件均產(chǎn)生不同程度的熱變形,引發(fā)機(jī)床刀尖點(diǎn)的位置變化,導(dǎo)致加工精度下降。重型銑鏜床的溫升主要集中在主軸附近,其他進(jìn)給軸和工作單元溫

2、升并不明顯。本文主要采用有限元法研究重型數(shù)控落地銑鏜床整機(jī)和關(guān)鍵部件溫度場(chǎng)分布以及熱平衡對(duì)機(jī)床精度的影響,并基于ANSYS優(yōu)化平臺(tái),對(duì)主軸軸承裝配工藝和滑枕結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文主要工作可概括為:
　　1、基于PRO/E建立重型機(jī)床裝配體實(shí)體模型,并進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化,探討機(jī)床的有限元網(wǎng)格劃分方法,分析機(jī)床裝配體的接觸熱阻,基于此建立機(jī)床的有限元模型,為機(jī)床熱態(tài)特性分析奠定基礎(chǔ)。
　　2、在對(duì)重型機(jī)床熱源和邊界條件分析的基礎(chǔ)

3、上,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和理論模型計(jì)算各熱源的大小和對(duì)流邊界系數(shù)值,建立機(jī)床的溫度場(chǎng)和變形場(chǎng)有限元模型。基于ANSYS分析機(jī)床整機(jī)和關(guān)鍵零部件的溫度場(chǎng)和變形場(chǎng)。選擇關(guān)鍵部件滾珠絲杠系統(tǒng)作為試驗(yàn)對(duì)象,對(duì)比分析滾珠絲杠系統(tǒng)熱態(tài)特性理論分析和實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果,驗(yàn)證有限元分析方法的準(zhǔn)確性。
　　3、主軸軸承發(fā)熱問(wèn)題制約主軸轉(zhuǎn)速的提升和精度保持。本文從主軸軸承的裝配工藝出發(fā),對(duì)主軸軸承的預(yù)緊力進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),尋求主軸軸承的熱特性和動(dòng)態(tài)特性的最優(yōu)配置。