裝備制造業(yè)的建設(shè)現(xiàn)已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槲覈鴩窠?jīng)濟(jì)的主體,在制造業(yè)中大部分的產(chǎn)品都是由數(shù)控機(jī)床加工生產(chǎn)的,高性能的數(shù)控機(jī)床應(yīng)用越來越廣泛,經(jīng)研究顯示,數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的熱誤差占總誤差較大一部分,熱特性變化是數(shù)控機(jī)床加工精度的關(guān)鍵決定性因素,由此對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行熱特性分析顯得尤為重要,減少加工過程中由熱量影響產(chǎn)生的誤差是提高機(jī)床加工精度的有效措施之一。本文以沈陽機(jī)床集團(tuán)生產(chǎn)的立式加工中心M4.5為研究對象,對其主軸系統(tǒng)進(jìn)行熱特性理論模型的建立,使用有限元分析軟件ANSYS對其主軸系統(tǒng)及整機(jī)關(guān)鍵部件進(jìn)行溫升和熱變形進(jìn)行理論分析,針對立式加工中心M4.5主軸系統(tǒng)做溫升及熱變形的相關(guān)實驗,最后在保證結(jié)構(gòu)性能的基礎(chǔ)上對主軸箱體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。本文主要研究以下內(nèi)容。(1)通過查閱大量文獻(xiàn),了解到國內(nèi)外對于加工中心熱特性的研究現(xiàn)狀,并對結(jié)合面熱阻進(jìn)行了分析,以熱力學(xué)為基礎(chǔ),采用熱-力耦合方法進(jìn)行有限元分析,確定本次課題的研究內(nèi)容與方法思路,為加工中心熱特性的后續(xù)研究提供明確方向。(2)由熱變形機(jī)理建立出理論數(shù)學(xué)模型,根據(jù)立式加工中心M4.5的結(jié)構(gòu)做出分析,使用CATIA軟件建立立式加工中心三維模型,并且定義屬性與材...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究背景
    1.2 課題研究目的及意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 數(shù)控機(jī)床熱特性研究現(xiàn)狀
        1.3.2 結(jié)合面熱阻研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第2章 熱特性理論與有限元模型建立
    2.1 立式加工中心主軸系統(tǒng)熱變形機(jī)理
    2.2 傳熱的基本方式
    2.3 熱特性理論分析
        2.3.1 溫度場數(shù)學(xué)模型的建立
        2.3.2 熱變形理論方程的建立
    2.4 有限元方法及軟件介紹
        2.4.1 有限元方法介紹
        2.4.2 有限元處理軟件
    2.5 立式加工中心整體結(jié)構(gòu)簡介
        2.5.1 立式加工中心M4.5 結(jié)構(gòu)及功能概述
        2.5.2 立式加工中心基本參數(shù)
    2.6 立式加工中心有限元模型建立
    2.7 本章小結(jié)
第3章 立式加工中心M4.5 主軸系統(tǒng)有限元分析
    3.1 熱學(xué)參數(shù)確定
        3.1.1 軸承發(fā)熱量計算
        3.1.2 加工中心主軸系統(tǒng)邊界條件計算
    3.2 結(jié)合面熱-力學(xué)參數(shù)確定
        3.2.1 機(jī)械結(jié)合面力學(xué)參數(shù)
        3.2.2 機(jī)械結(jié)合面熱學(xué)參數(shù)
    3.3 立式加工中心主軸系統(tǒng)溫度場分析
        3.3.1 穩(wěn)態(tài)溫度場分析
        3.3.2 瞬態(tài)溫度場分析
    3.4 立式加工中心主軸系統(tǒng)熱變形
    3.5 整機(jī)關(guān)鍵部件的熱特性分析
        3.5.1 整機(jī)關(guān)鍵部件溫度場分析
        3.5.2 整機(jī)關(guān)鍵部件熱變形分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 立式加工中心熱特性測試與分析
    4.1 實驗總體方案
    4.2 實驗儀器裝置
        4.2.1 位移傳感器的選擇
        4.2.2 主軸回轉(zhuǎn)誤差分析儀的工作原理
        4.2.3 主軸回轉(zhuǎn)誤差分析儀分析內(nèi)容
    4.3 實驗工況條件的設(shè)計
    4.4 實驗前處理
        4.4.1 實驗測點的選擇原則
        4.4.2 傳感器的布置
    4.5 實驗結(jié)果分析
        4.5.1 主軸系統(tǒng)溫升實驗結(jié)果
        4.5.2 主軸系統(tǒng)熱變形實驗結(jié)果
    4.6 實驗測量值與理論值比較結(jié)果
    4.7 本章小結(jié)
第5章 立式加工中心主軸箱體結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.1 主軸箱體熱變形分析及優(yōu)化方案
        5.1.1 主軸系統(tǒng)熱變形分析
        5.1.2 優(yōu)化方案分析
    5.2 結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化設(shè)計
        5.2.1 優(yōu)化后溫度分布情況
        5.2.2 優(yōu)化后主軸系統(tǒng)熱變形
    5.3 尺寸優(yōu)化設(shè)計
        5.3.1 優(yōu)化方法選擇
        5.3.2 優(yōu)化參數(shù)選擇
    5.4 優(yōu)化結(jié)果分析對比和結(jié)論
        5.4.1 優(yōu)化結(jié)果分析對比
        5.4.2 優(yōu)化結(jié)論
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果
致謝



本文編號：3847091