基于有限元方法的機(jī)床主軸箱熱特性分析.pdf

1、隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，對生產(chǎn)精度的要求日益提高，人們越來越重視加工誤差的減小和避免。在對減小加工誤差的方法研究過程中發(fā)現(xiàn)，機(jī)床加工零件的誤差中，由于機(jī)床熱變形引起的加工誤差占很大比重，尤其是在高精密加工過程中，尤為顯著，所以減小機(jī)床的熱變形成為提高加工精度的重要途徑。
　　主軸箱是機(jī)床中的重要部件，它在熱源作用下，溫度場的分布及熱變形的情況直接影響到加工精度，本文以QLMT6300龍門車銑復(fù)合機(jī)床的主軸箱為研究對象，通過對其熱源發(fā)熱

2、規(guī)律的研究，借助有限元分析軟件，得到主軸箱穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)溫度場分布及主軸熱變形大小，為機(jī)床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及熱誤差的補(bǔ)償提供理論依據(jù)。主要工作如下：
　　1．對機(jī)床主軸組件進(jìn)行三維建模，為了避免在過小的細(xì)節(jié)處出現(xiàn)大量的節(jié)點(diǎn)和單元，簡化模型中的細(xì)節(jié)，忽略次要零件，建立有限元分析模型。通過計(jì)算得到QLMT6300主軸箱中主要的熱源：軸承及齒輪工作時(shí)的摩擦熱作為主軸有限元熱分析的外加載荷；根據(jù)機(jī)床工作時(shí)的具體情況，計(jì)算主軸方滑枕壁面及主軸端面與空

3、氣的對流換熱系數(shù)，將其作為熱分析時(shí)的邊界條件（對流邊界條件）。
　　2.通過有限元分析得到主軸組件、方滑枕、減速箱的溫度場分布云圖及瞬態(tài)溫度場變化曲線。
　　3.對溫度場分析結(jié)果與機(jī)床結(jié)構(gòu)做熱—結(jié)構(gòu)耦合分析，得到機(jī)床主軸箱的熱變形云圖。分析結(jié)果表明主軸安裝刀具的部位并不是熱變形最大的地方，主軸上的最大熱變形產(chǎn)生在主軸與中間軸相連部位。
　　4.將仿真分析的結(jié)果與試驗(yàn)測試結(jié)果進(jìn)行對比，一方面用于修正仿真分析模型，為進(jìn)一步