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

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【摘要】：數(shù)控龍門(mén)鉆銑床作為機(jī)械裝備制造的母機(jī),在加工大中型復(fù)雜零件的制造領(lǐng)域有著不可替代的作用。滑枕組件是數(shù)控龍門(mén)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(jī)床制造企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)控龍門(mén)鉆銑床在工作時(shí)滑枕組件出現(xiàn)了熱變形較大的問(wèn)題。本文在綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)企業(yè)研發(fā)的數(shù)控龍門(mén)鉆銑床滑枕組件進(jìn)行了熱結(jié)構(gòu)分析及改進(jìn)研究。主要研究包括:1.建立了數(shù)控龍門(mén)鉆銑床滑枕組件的溫度場(chǎng)計(jì)算模型、熱應(yīng)力及熱結(jié)構(gòu)耦合變形模型。通過(guò)分析數(shù)控龍門(mén)鉆銑床內(nèi)部熱源的特性,重點(diǎn)建立了主軸軸承摩擦熱的計(jì)算模型、數(shù)控龍門(mén)鉆銑床的傳熱模型,最終得到了滑枕組件三維溫度場(chǎng)計(jì)算模型矩陣。在滑枕組件溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上,建立了數(shù)控龍門(mén)鉆銑床滑枕組件的熱應(yīng)力及熱結(jié)構(gòu)耦合變形模型。2.求解了滑枕組件溫度場(chǎng)模型并分析了求解結(jié)果。針對(duì)數(shù)控龍門(mén)鉆銑床某一實(shí)際問(wèn)題利用上述三維溫度場(chǎng)計(jì)算模型得到滑枕組件的溫度場(chǎng)分布,結(jié)果顯示滑枕組件的溫度場(chǎng)梯度大,達(dá)到20℃且溫度場(chǎng)分布關(guān)于主軸中心呈非對(duì)稱性。分析滑枕組件溫度場(chǎng)發(fā)現(xiàn)其溫度場(chǎng)的非對(duì)稱性與滑枕組件結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱性存在明顯的相關(guān)性。3.求解了滑枕組件熱應(yīng)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(chǎng)的基礎(chǔ)上,采用五種函數(shù)法求解上述滑枕組件熱應(yīng)力及熱結(jié)構(gòu)耦合變形模型,并得到數(shù)控龍門(mén)鉆銑床滑枕組件的熱變形結(jié)果。計(jì)算結(jié)果顯示了數(shù)控龍門(mén)鉆銑床在工作狀態(tài)下主軸滑枕組件Z向進(jìn)給不同位置時(shí),由于滑枕組件熱變形導(dǎo)致的刀具X向偏移最大,達(dá)到21.967μm超過(guò)了精度設(shè)計(jì)要求,該結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際吻合。計(jì)算得到的變形結(jié)果進(jìn)一步揭示了滑枕組件在結(jié)構(gòu)上存在的非對(duì)稱性的問(wèn)題。4.改進(jìn)了滑枕組件的熱結(jié)構(gòu)并進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。針對(duì)上述發(fā)現(xiàn)的滑枕組件熱結(jié)構(gòu)不對(duì)稱導(dǎo)致熱變形的問(wèn)題,提出了滑枕組件熱結(jié)構(gòu)對(duì)稱的改進(jìn)設(shè)計(jì),并且對(duì)比驗(yàn)證了改進(jìn)前后滑枕組件的熱特性。對(duì)比顯示,改進(jìn)后的滑枕結(jié)構(gòu)改善了X向變形較大的狀況,由改進(jìn)前的21.967μm降低至11μm,并達(dá)到了數(shù)控龍門(mén)鉆銑床的精度設(shè)計(jì)要求。同時(shí),改進(jìn)后的主軸軸承座的溫度、熱應(yīng)變和熱變形均有大幅降低,其中最高溫度由改進(jìn)前53.229℃降低至28.672℃,最大熱應(yīng)變由改進(jìn)前的0.375μm/mm降低至0.080μm/mm,最大熱變形由改進(jìn)前的94μm降低至20μm,從而證明了改進(jìn)設(shè)計(jì)的有益性。
【學(xué)位授予單位】：桂林電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG659

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1146556