當前,大多數(shù)國產(chǎn)動梁龍門機床主軸輸出扭矩低,移動組件剛性差,切削效率低、成本高。還有部分機床主軸扭矩較大,但工作轉(zhuǎn)速低,無法完成高精度加工。為滿足工件高效高精度加工需求,校企合作開發(fā)新型大扭矩龍門機床主軸與動橫梁系統(tǒng)。采用有限元分析與試驗研究相結(jié)合的方法,設(shè)計大扭矩主軸系統(tǒng)并分析主軸與動橫梁系統(tǒng)力學特性與熱特性,實現(xiàn)高效高精加工。（1）設(shè)計標準主軸+中間碳纖維聯(lián)軸器+過渡軸結(jié)構(gòu)的主軸系統(tǒng),使其最大輸出扭矩達到1700Nm。應(yīng)用有限元法分析主軸剛度、強度,結(jié)果滿足重載切削要求。并對主軸進行雙面動平衡校驗,最終校正面最大剩余不平衡量為63.7g·mm,符合ISO 1940-2-1997 G1級精度標準。（2）采用有限元法并結(jié)合相關(guān)試驗研究,分析主軸系統(tǒng)溫度場并建立熱誤差補償模型。首先通過試驗獲得各測溫點在不同工況下的溫度隨時間變化曲線圖,當主軸轉(zhuǎn)速達到4000rpm時,測溫點最高溫度為43.0℃,75min左右達到熱平衡。接著由穩(wěn)態(tài)熱分析得到應(yīng)用循環(huán)油冷卻系統(tǒng)后且主軸轉(zhuǎn)速達到4000rpm時,前軸承外圈溫度較未應(yīng)用冷卻系統(tǒng)時下降15.1℃。隨后由瞬態(tài)熱分析得到各測溫點在不同工況下的溫度隨時... 

【文章來源】：蘇州大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２?ＧＫＵ５０Ｅ系列動梁龍門機床?圖ｉ－３?ＸＨ２１３０型動梁龍門機床??

第一章緒論?大扭矩龍門機床主軸與動橫梁系統(tǒng)力學與熱特性分析??滑座與滑枕?????，上ｌ＾ｅ三Ａ??圖１－１動梁龍門機床示意圖??１．２課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??１．２．１國內(nèi)研究現(xiàn)狀??我國針對重型龍門機床的研發(fā)工作起步較晚，目前龍門機床的主軸與橫梁系統(tǒng)仍??是國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的研究重點。國內(nèi)生產(chǎn)重型動梁龍門機床的企業(yè)不多，海天精工??ＧＫＵ５０Ｅ系列動梁龍門機床，如圖１－２所示，其方滑枕的重心接近動橫梁中心，這樣??的設(shè)計保證了機床的整體剛性與精度。機床重復(fù)定位精度±〇．〇〇３ｍｍ／１０００ｍｍ，主軸最??大轉(zhuǎn)速為２０００ｒｐｍ。機床Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ軸快移速度分別為１０ｍ／ｍｉｎ、１０ｍ／ｍｉｎ、１０ｍ／ｍｉｎ、??２ｍ／ｍｉｎ。機床Ｘ、Ｙ、Ｚ軸最大切削速度均為６ｍ／ｍｉｎ。??圖１－２?ＧＫＵ５０Ｅ系列動梁龍門機床?圖ｉ－３?ＸＨ２１３０型動梁龍門機床??濟南二機集團ＸＨ２１３０型動梁龍門機床，如圖１－３所示，機床Ｘ、Ｙ、Ｚ軸使用??滾柱直線導(dǎo)軌，正常進給、快移速度高。機床Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ軸快移速度分別為１０ｍ／ｍｍ、??１０ｍ／ｍｉｎ、６ｍ／ｍｉｎ、２ｍ／ｍｉｎ，?Ｘ、Ｙ、Ｚ?車由工作進給速度為?５？５０００ｍｍ／ｍｉｎ，?Ｗ?軸工作??２??

第一章緒論?大扭矩龍門機床主軸與動橫梁系統(tǒng)力學與熱特性分析??泛認可。該系列機床采用模塊化設(shè)計方法，可根據(jù)客戶需求配置不同類型的工作臺、??不同截面的滑枕、不同功率的主軸等。移動部件速度快、精度高、穩(wěn)定性好。??圖１－６?Ｍａｓｔｅｒ?Ｔｅｃ系列動梁龍門機床??國外Ｓｃｈｅｎｃｋ、Ｓｉｇｍａ、Ｒｉｏｎ等品牌動平衡儀，可便捷地應(yīng)用于龍門機床主軸動??平衡校驗。Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ開發(fā)的環(huán)形電磁式平衡裝置，成對安裝于機床主軸端部，工作??時適量調(diào)整環(huán)狀平衡體間距，２ｓ內(nèi)即可完成動平衡校正操作。Ｓｈｉｎ等設(shè)計出一種應(yīng)??用于機床主軸動平衡調(diào)整的電機驅(qū)動式平衡頭，工作時由電機驅(qū)動配重塊移動，該平??衡頭結(jié)構(gòu)簡單但是可靠性差［４５］。Ｍｏｏｎ等應(yīng)用簡單可靠的電磁式平衡裝置以減少高速??主軸的動不平衡量，并通過試驗證明了在包括臨界轉(zhuǎn)速在內(nèi)的所有轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，主軸??的動平衡精度滿足高精加工要求［４６］。Ｈｒｅｄｚａｋ等開發(fā)出新型電磁驅(qū)動可變式平衡儀，??該設(shè)備為環(huán)形，安裝于旋轉(zhuǎn)軸上后，依靠裝置內(nèi)環(huán)形凹槽中作徑向位移的鋼球?qū)崿F(xiàn)動??平衡補償，該裝置的最大優(yōu)點是可應(yīng)用于位置可變的旋轉(zhuǎn)軸的動平衡補償，應(yīng)用范圍??廣［４７］。Ｒｏｄｒｉｇｕｅｓ等對某型號雙面動平衡機進行研究，建立了考慮支承各向異性與轉(zhuǎn)??子加速度影響的數(shù)學模型；并考慮到不平衡量的對稱性，利用等變分歧理論推導(dǎo)出保??證平衡機校正精度的必要條件；最后通過試驗驗證了該型動平衡機的校正精度，研宄??成果對于提高同類設(shè)備的校正精度具有重要意義［４８］。??國外學者Ｍａｒｙ等總結(jié)十余年的研究成果，認為高端機床總誤差的５０％？７０％為??熱誤差Ｃｈｉｅｎ等建立機床電主軸水冷套筒熱流固耦

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3484978