發(fā)布時間：2017-10-31 08:22

  本文關(guān)鍵詞：數(shù)控車床主軸分析與熱特性測試

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【摘要】：數(shù)控機床的高速化和高復合化是近年來的發(fā)展趨勢。主軸功率和轉(zhuǎn)速的提高,使得機床熱變形增加。研究表明,由于熱變形引起的誤差約占總誤差的40～70%,而主軸熱變形又是機床熱變形誤差的主要因素,因此對數(shù)控車床主軸分析并進行熱特性測試具有重大意義。本文選取一種典型數(shù)控車床——HTC2550主軸作為研究對象,分析此機床主軸結(jié)構(gòu)特征及其熱特性,并通過搭建的主軸熱誤差測試系統(tǒng)對其進行了實際測試,對公司高檔數(shù)控機床主軸的設計、制造、使用和評估提供了合理和必要的理論依據(jù)。本文首先分析了數(shù)控機床主軸熱誤差分析與研究的現(xiàn)狀,隨后以HTC2550臥式數(shù)控車床主軸為例,以Ansys平臺為工具對其主軸系統(tǒng)進行了靜態(tài)及動態(tài)分析,然后在對該主軸系統(tǒng)進行了包括穩(wěn)態(tài)熱分析、瞬態(tài)熱分析在內(nèi)熱模態(tài)分析,在最后通過自主研發(fā)搭建了主軸熱漂移測試系統(tǒng),用非常容易調(diào)裝的外接儀器設備,將主軸在實際運轉(zhuǎn)過程中的熱變形數(shù)值,實時的記錄下來,具備了主軸熱誤差的測試能力,并進行了實際測試。通過本文的研究,得出了數(shù)控機床主軸的理論分析和試驗數(shù)據(jù),分析出主軸整體的結(jié)構(gòu)特點和最佳結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),得到了機床主軸整個運轉(zhuǎn)過程中的溫升值和各向熱變形值；給出機床主軸運轉(zhuǎn)過程中的瞬態(tài)和熱穩(wěn)定狀態(tài)下的溫升熱變形數(shù)值；為設計人員在主軸結(jié)構(gòu)設計、散熱設計、熱對稱設計、關(guān)鍵定位面選擇等方面提供數(shù)據(jù)支持；為公司提供了數(shù)控機床主軸結(jié)構(gòu)分析、溫升熱變形測試的理論方法和軟硬件測試平臺；彌補了各事業(yè)部目前在數(shù)控機床熱特性測試方面的空白,豐富產(chǎn)品測試環(huán)節(jié)提高了此類機床精度保持性,提升產(chǎn)品技術(shù)含金量；通過大量數(shù)控機床熱測試數(shù)據(jù)的積累,為沈陽機床集團中高檔數(shù)控機床主軸的設計、制造和改進提供了依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控機床 主軸熱誤差 有限元分析 熱態(tài)分析 主軸熱誤差測試系統(tǒng)
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG519.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 熱分析現(xiàn)狀10-11
• 1.3 主軸結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化現(xiàn)狀11-12
• 1.4 主要研究內(nèi)容12-14
• 2 主軸系統(tǒng)分析14-53
• 2.1 HTC2550機床概述14-17
• 2.2 滾動軸承的剛度和阻尼17-20
• 2.2.1 軸承剛度的計算17-18
• 2.2.2 軸承阻尼的計算18-19
• 2.2.3 相似原理法計算軸承的剛度和阻尼19-20
• 2.3 有限元模型的建立20-25
• 2.3.1 主軸系統(tǒng)模型的簡化22-23
• 2.3.2 軸承部件的簡化23-25
• 2.4 主軸系統(tǒng)靜態(tài)分析25-29
• 2.4.1 主軸系統(tǒng)靜態(tài)分析25-26
• 2.4.2 主軸箱靜態(tài)分析26-28
• 2.4.3 主軸箱裝配體靜態(tài)分析28-29
• 2.5 主軸系統(tǒng)動態(tài)分析29-40
• 2.5.1 主軸系統(tǒng)動態(tài)分析29-36
• 2.5.2 主軸箱模態(tài)分析36-38
• 2.5.3 主軸箱裝配體模態(tài)分析38-40
• 2.6 主軸分析方法研究40-46
• 2.6.1 主軸管單元分析40-42
• 2.6.2 列彈簧單元分析42-44
• 2.6.3 采用Link單元代替彈簧單元44-46
• 2.7 主軸優(yōu)化46-52
• 2.7.1 優(yōu)化設計基礎(chǔ)46-48
• 2.7.2 主軸優(yōu)化分析48-52
• 2.8 本章小結(jié)52-53
• 3 主軸系統(tǒng)熱態(tài)分析53-69
• 3.1 熱分析53-58
• 3.1.1 熱分析基礎(chǔ)53-54
• 3.1.2 熱分析基本參數(shù)計算54-57
• 3.1.3 穩(wěn)態(tài)熱分析57-58
• 3.1.4 瞬態(tài)熱分析58
• 3.2 熱—應力耦合分析58-60
• 3.3 主軸箱裝配體熱分析60-62
• 3.3.1 主軸箱裝配體穩(wěn)態(tài)熱分析60-61
• 3.3.2 主軸箱裝配體實時熱分析61-62
• 3.4 主軸箱裝配體熱—結(jié)構(gòu)耦合分析62-68
• 3.4.1 主軸箱裝配體熱—結(jié)構(gòu)靜態(tài)耦合分析62-66
• 3.4.2 主軸箱裝配體熱模態(tài)分析66-68
• 3.5 本章小結(jié)68-69
• 4 主軸熱誤差測試系統(tǒng)搭建69-78
• 4.1 搭建主軸熱誤差測試系統(tǒng)69-73
• 4.1.1 軟件平臺搭建69-71
• 4.1.2 硬件平臺搭建71-72
• 4.1.3 平臺測試參數(shù)72-73
• 4.2 依托搭建的測試系統(tǒng)進行實際測試73-75
• 4.2.1 溫升測試73-75
• 4.2.2 主軸熱漂移測試75
• 4.3 測試結(jié)論分析75-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-79
• 參考文獻79-81
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況81-82
• 致謝82-83

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳繼承;陳再良;;重型機床用數(shù)控平旋盤熱特性分析[J];煤礦機械;2017年05期

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本文編號：1121551