本文關(guān)鍵詞：數(shù)控龍門鉆銑床滑枕組件熱結(jié)構(gòu)分析及改進研究

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【摘要】：數(shù)控龍門鉆銑床作為機械裝備制造的母機,在加工大中型復雜零件的制造領(lǐng)域有著不可替代的作用�；斫M件是數(shù)控龍門鉆銑床主軸的支撐部件,其剛度直接影響到加工精度和加工工件的表面質(zhì)量。某機床制造企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)控龍門鉆銑床在工作時滑枕組件出現(xiàn)了熱變形較大的問題。本文在綜合國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,針對企業(yè)研發(fā)的數(shù)控龍門鉆銑床滑枕組件進行了熱結(jié)構(gòu)分析及改進研究。主要研究包括:1.建立了數(shù)控龍門鉆銑床滑枕組件的溫度場計算模型、熱應力及熱結(jié)構(gòu)耦合變形模型。通過分析數(shù)控龍門鉆銑床內(nèi)部熱源的特性,重點建立了主軸軸承摩擦熱的計算模型、數(shù)控龍門鉆銑床的傳熱模型,最終得到了滑枕組件三維溫度場計算模型矩陣。在滑枕組件溫度場計算結(jié)果的基礎(chǔ)上,建立了數(shù)控龍門鉆銑床滑枕組件的熱應力及熱結(jié)構(gòu)耦合變形模型。2.求解了滑枕組件溫度場模型并分析了求解結(jié)果。針對數(shù)控龍門鉆銑床某一實際問題利用上述三維溫度場計算模型得到滑枕組件的溫度場分布,結(jié)果顯示滑枕組件的溫度場梯度大,達到20℃且溫度場分布關(guān)于主軸中心呈非對稱性。分析滑枕組件溫度場發(fā)現(xiàn)其溫度場的非對稱性與滑枕組件結(jié)構(gòu)的非對稱性存在明顯的相關(guān)性。3.求解了滑枕組件熱應力及熱結(jié)構(gòu)耦合變形模型并分析了求解結(jié)果。在滑枕組件溫度場的基礎(chǔ)上,采用五種函數(shù)法求解上述滑枕組件熱應力及熱結(jié)構(gòu)耦合變形模型,并得到數(shù)控龍門鉆銑床滑枕組件的熱變形結(jié)果。計算結(jié)果顯示了數(shù)控龍門鉆銑床在工作狀態(tài)下主軸滑枕組件Z向進給不同位置時,由于滑枕組件熱變形導致的刀具X向偏移最大,達到21.967μm超過了精度設(shè)計要求,該結(jié)果與生產(chǎn)實際吻合。計算得到的變形結(jié)果進一步揭示了滑枕組件在結(jié)構(gòu)上存在的非對稱性的問題。4.改進了滑枕組件的熱結(jié)構(gòu)并進行了對比驗證。針對上述發(fā)現(xiàn)的滑枕組件熱結(jié)構(gòu)不對稱導致熱變形的問題,提出了滑枕組件熱結(jié)構(gòu)對稱的改進設(shè)計,并且對比驗證了改進前后滑枕組件的熱特性。對比顯示,改進后的滑枕結(jié)構(gòu)改善了X向變形較大的狀況,由改進前的21.967μm降低至11μm,并達到了數(shù)控龍門鉆銑床的精度設(shè)計要求。同時,改進后的主軸軸承座的溫度、熱應變和熱變形均有大幅降低,其中最高溫度由改進前53.229℃降低至28.672℃,最大熱應變由改進前的0.375μm/mm降低至0.080μm/mm,最大熱變形由改進前的94μm降低至20μm,從而證明了改進設(shè)計的有益性。
【學位授予單位】：桂林電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659

【共引文獻】

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