基于能量輸入與耗散反饋理論的機床熱誤差實時分析與預報.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展，航空航天工業(yè)、電子工業(yè)、能源工業(yè)、軍事工業(yè)、交通運輸等國民經濟各產業(yè)部門對機械加工精度的要求越來越高。在眾多影響數控機床加工精度的因素中，機床的熱變形問題日益引起了人們的重視。為削除和減少機床熱變形對加工精度的影響，海內外學者開展了大量而且豐富的研究工作。然而現(xiàn)有的方法都或多或少存在著一些缺陷，難以實際應用。本文通過對機床熱變形的深入研究，提出了一種新型的解決思路，并建立了相應的熱誤差預報模型。 本文首先從機

2、床的熱源分布以及發(fā)熱機理進行研究，了解機床發(fā)熱的關鍵部件及其主要原因。對ZK7640數控機床的主要結構部件進行測量，借助于三維建模軟件ProENGINEER Wildfire3.0建立ZK7640三維實體模型，然后導入到有限元分析軟件ANSYS中，加載相應的生熱率、對流換熱系數等，對ZK7640數控機床進行模擬分析，得到相對應的各關鍵部件溫度變化曲線與熱變形位移云圖，為下一步的實驗研究做充分的準備。 利用多體系統(tǒng)理論坐標變換的方

3、法，推導出了基于ZK7640數控銑床的幾何誤差與熱誤差綜合數學模型。 通過分析一維機床主軸熱傳導模型，建立基于能量輸入與耗散反饋理論的機床主軸的熱傳導模型，并對一維機床熱傳導模型進行驗證發(fā)現(xiàn)有相對較高的預報精度。在ZK7640數控銑床上做了大量的實驗。通過機床電源總線前端的電能表檢測出機床的總體輸入能量，運用熱電偶傳感器得出不同時刻機床的環(huán)境溫度，并通過運用天工組態(tài)軟件編寫的溫度數據對話框讀取數據，根據第四章推導的公式計算出不同