大功率、大扭矩擺角銑頭結構熱特性分析.pdf

1、數控機床的出現(xiàn),提高了機床的自動化,從而減少甚至消除了操作人員對正在加工中的零件的干擾。功能部件在數控機床中起到特別關鍵的作用,決定了一臺數控機床質量與性能的高低,功能部件的技術要求直接制約著我國數控機床行業(yè)技術進步與發(fā)展。本課題所研究的擺角銑頭是五軸聯(lián)動數控鏜銑床的核心功能部件,其特點是大扭矩,高功率,高精度,高剛性,能夠長時間連續(xù)加工,可以加工大型自由曲面葉片。擺角銑頭的內部采用雙傳動鏈(擺角和主軸旋轉聯(lián)動)傳動,結構十分緊湊復雜,

2、其特性好壞將會直接影響到加工精度。本課題以擺角銑頭為研究目標,以實現(xiàn)擺角銑頭在加工切削過程中的高精度加工入手,著重從銑頭熱態(tài)特性方面，利用有限元技術進行分析研究： (1)根據擺角銑頭的實際工作狀況,確定擺角銑頭的各發(fā)熱源(軸承、齒輪),計算了擺角銑頭軸承及齒輪的摩擦發(fā)熱。軸承和齒輪的發(fā)熱會引起擺角銑頭內部的溫升,造成不均勻的擺角銑頭溫度場,從而導致主軸軸線的位移變形。 (2)通過Pro/Engineer三維圖形軟件確定擺

3、角銑頭的整體結構模型,并根據實際計算的需要進行一系列的簡化。將整體模型導入到大型有限元軟件ANSYS中建立有限元模型,并利用ANSYS來分析計算擺角銑頭的溫度場分布及其熱態(tài)特性。確定出擺角銑頭在工作狀態(tài)中達到熱平衡時的最大溫升處,并計算出刀具中心位移的偏移量,對今后對擺角銑頭進行優(yōu)化作以理論指導。 (3)分析了脂潤滑和油潤滑不同的熱交換系統(tǒng)下對于擺角銑頭熱態(tài)特性的影響,并根據計算結果,對擺角銑頭進行不同情況下熱態(tài)特性的對比。結果