發(fā)布時間：2018-05-08 05:31

  本文選題：靜壓轉(zhuǎn)臺 + 熱特性分析�。� 參考：《電子科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：重型數(shù)控機(jī)床主要為航空航天、船舶工業(yè)、汽車制造等機(jī)械制造領(lǐng)域加工大型零部件,其性能的優(yōu)劣直接決定了我國裝備制造業(yè)的水平。重型數(shù)控車銑機(jī)床的大自重、重負(fù)荷切削特性加之應(yīng)用復(fù)雜環(huán)境的特點導(dǎo)致其整機(jī)及關(guān)鍵組件的熱機(jī)理復(fù)雜,對加工誤差產(chǎn)生較大影響。其中,熱變形導(dǎo)致的誤差約占總誤差的40~70%。靜壓轉(zhuǎn)臺作為重型數(shù)控車銑機(jī)床的關(guān)鍵部件之一,對其熱變形進(jìn)行有效控制已成為重型機(jī)床提高加工精度和機(jī)床精度穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此,開展重型數(shù)控車銑復(fù)合靜壓轉(zhuǎn)臺熱特性調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用對改進(jìn)和提升重型數(shù)控車銑機(jī)床加工性能有著重大意義。本文以靜壓轉(zhuǎn)臺的油膜熱特性產(chǎn)生機(jī)理及其控制技術(shù)為研究對象,通過搭建的靜壓轉(zhuǎn)臺實驗平臺,開展了如下幾方面的研究:1.基于流體力學(xué)、摩擦學(xué)和有限元分析等相關(guān)理論,開展了靜壓轉(zhuǎn)臺熱特性數(shù)值仿真和理論分析。根據(jù)試驗對象結(jié)構(gòu)參數(shù)建立了油墊油膜、工作臺幾何模型,基于ANASYS Workbench平臺開展了不同粘度效應(yīng)下的油膜發(fā)熱規(guī)律分析,并為選擇合適的液壓油提供理論依據(jù);通過理論公式推導(dǎo)和有限元數(shù)值仿真分析,比較了圓形、扇形油墊油膜的熱特性規(guī)律,為重型機(jī)床靜壓工作臺油墊設(shè)計提供技術(shù)參考;建立了溫度、轉(zhuǎn)速和載荷與轉(zhuǎn)臺熱變形關(guān)系數(shù)學(xué)模型,為溫度控制提供理論參考。2.采用計算機(jī)測試技術(shù),結(jié)合溫度傳感器、位移傳感器和數(shù)據(jù)采集卡等相關(guān)硬件設(shè)備,搭建了重型數(shù)控靜壓轉(zhuǎn)臺熱特性檢測系統(tǒng)。實現(xiàn)了對靜壓油膜溫度、靜壓轉(zhuǎn)臺工作環(huán)境溫度和工作臺熱變形的科學(xué)測量。并開展熱特性試驗,測試結(jié)果驗證了仿真分析方法的正確性和有效性。3.開展了重型數(shù)控靜壓轉(zhuǎn)臺溫控技術(shù)研究。基于ARM開發(fā)板編寫了的串口傳輸、數(shù)模轉(zhuǎn)換程序;基于LabVIEW開發(fā)了STM32串口數(shù)據(jù)通信、模糊PID自整定算法的溫度控制模塊。實驗測試結(jié)果表明了提出的溫控策略的有效性和實用性。4.采用SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫和VB.NET平臺,開發(fā)了重型數(shù)控靜壓轉(zhuǎn)臺熱特性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),實現(xiàn)了對復(fù)雜熱特性實驗數(shù)據(jù)的查詢、編輯、處理和管理功能。
[Abstract]:Heavy numerical control machine tools are mainly used to process large parts in the fields of aerospace, shipbuilding, automobile manufacturing and so on. The performance of heavy NC machine tools directly determines the level of our country's equipment manufacturing industry. The heavy weight and heavy load cutting characteristics of heavy NC turn-milling machine and the application of complex environment make the thermal mechanism of the whole machine and the key components complex and have a great influence on the machining error. Among them, the error caused by thermal deformation accounts for about 4070% of the total error. As one of the key components of heavy duty CNC turn-milling machine tools, the effective control of its thermal deformation has become one of the key technologies for heavy-duty machine tools to improve machining accuracy and machine accuracy stability. Therefore, it is of great significance to improve and improve the machining performance of heavy duty CNC turn-milling machine tool by researching and applying the key technology of controlling the thermal characteristics of heavy duty CNC turn-milling compound static pressure turntable. In this paper, the mechanism and control technology of the oil film thermal characteristics of the hydrostatic turntable are studied. Through the experimental platform of the hydrostatic turntable, the following aspects of the research are carried out: 1. Based on the theories of hydrodynamics, tribology and finite element analysis, numerical simulation and theoretical analysis of the thermal characteristics of hydrostatic turntable are carried out. According to the structure parameters of the test object, the geometric model of oil cushion oil film and worktable is established, and the heat law of oil film under different viscosity effects is analyzed based on ANASYS Workbench platform, and the theoretical basis is provided for the selection of suitable hydraulic oil. Through theoretical formula derivation and finite element numerical simulation, the thermal characteristics of circular and sector oil cushion oil film are compared, which provides a technical reference for the design of oil pad of the hydrostatic table of heavy duty machine tools, and establishes the temperature, The mathematical model of the relationship between rotating speed and load and the thermal deformation of the turntable provides a theoretical reference for temperature control. Based on the computer testing technology and the related hardware equipment such as temperature sensor displacement sensor and data acquisition card the thermal characteristic detection system of heavy numerical control static pressure turntable is built. Scientific measurement of oil film temperature, working environment temperature of hydrostatic turntable and thermal deformation of worktable has been realized. The test results show that the simulation method is correct and effective. The temperature control technology of heavy-duty numerical control static pressure turntable is studied. The serial port transmission, digital-analog conversion program based on ARM development board and the temperature control module based on STM32 serial port data communication and fuzzy PID self-tuning algorithm are developed based on LabVIEW. The experimental results show that the proposed temperature control strategy is effective and practical. Based on SQL Server 2008 database and VB.NET platform, a data management system for thermal characteristics of heavy numerical control hydrostatic pressure turntable is developed. The functions of querying, editing, processing and managing the experimental data of complex thermal characteristics are realized.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG519.1

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本文編號：1860143