隨著精密加工技術的高速發(fā)展,機床熱誤差對機床精度的影響越來重要。進給系統(tǒng)作為機床的主要熱源之一,為減少進給系統(tǒng)熱誤差的影響,本文綜合考慮機床結構-進給系統(tǒng)溫度場/熱變形場耦合效應,從機床結構-進給系統(tǒng)熱誤差仿真、建模、檢測等方面開展研究。完成了機床進給系統(tǒng)在不同工況下溫度、熱變形和熱誤差分布規(guī)律分析,為精密機床進給系統(tǒng)熱誤差的控制與補償提供可靠的仿真分析與實驗方法。為系統(tǒng)研究精密機床進給系統(tǒng)熱誤差的形成機理與影響因素,首先對精密臥式加工中心結構大件的熱源、傳熱及熱變形規(guī)律進行分析,通過研究結構熱變形對滾珠絲杠和光柵尺熱變形的影響,提出一種考慮結構熱變形的進給系統(tǒng)熱誤差建模方法。該方法在考慮進給系統(tǒng)內生熱源-冷卻系統(tǒng)對進給系統(tǒng)關鍵部件溫升和熱變形作用機制的前提下,同時考慮進給系統(tǒng)內生熱源對精密機床結構大件熱態(tài)特性的影響規(guī)律;通過分析結構熱變形引起進給系統(tǒng)電機座和軸承座相對位置的變化、光柵尺絕對位置的變化,分別建立綜合考慮結構大件-絲杠熱變形的半閉環(huán)模式和結構大件-光柵尺熱變形的全閉環(huán)模式進給系統(tǒng)熱誤差模型。為驗證上述模型,以某精密臥式加工中心為例,進行考慮結構熱變形和不考慮結構熱變形的進...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
字母注釋表
第一章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 國內外研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 精密機床進給系統(tǒng)熱誤差建模方法研究
        1.2.2 精密機床結構件熱變形對熱誤差影響研究
        1.2.3 精密進給系統(tǒng)熱特性仿真研究
    1.3 存在問題
    1.4 論文主要研究內容
第二章 精密機床進給系統(tǒng)熱誤差建模方法
    2.1 引言
    2.2 考慮結構熱變形的進給系統(tǒng)熱誤差建模方法
        2.2.1 機床結構大件熱特性分析
        2.2.2 結構熱變形對絲杠熱變形影響分析
        2.2.3 結構熱變形對光柵尺熱變形影響分析
    2.3 半閉環(huán)模式進給系統(tǒng)熱誤差建模方法
        2.3.1 進給系統(tǒng)生熱模型建立
        2.3.2 絲杠系統(tǒng)力學模型簡化
        2.3.3 基于絲杠熱變形的進給系統(tǒng)熱誤差建模方法
    2.4 全閉環(huán)模式進給系統(tǒng)熱誤差建模方法
        2.4.1 光柵尺測量原理及精度
        2.4.2 光柵尺相關生/散熱模型建立
        2.4.3 基于光柵尺熱變形的進給系統(tǒng)熱誤差建模方法
    2.5 本章小結
第三章 精密機床進給系統(tǒng)熱特性仿真分析與熱誤差建模
    3.1 引言
    3.2 機床結構-進給系統(tǒng)熱特性仿真方法
        3.2.1 進給系統(tǒng)與結構件模型簡化
        3.2.2 邊界條件設置
        3.2.3 工況設置
    3.3 進給系統(tǒng)溫度仿真分析
        3.3.1 中空絲杠流體溫度仿真分析結果
        3.3.2 進給系統(tǒng)關鍵部件溫度仿真分析結果
        3.3.3 機床結構件溫度仿真分析結果
        3.3.4 機床結構件對進給系統(tǒng)關鍵部件溫度影響分析
        3.3.5 瞬態(tài)溫度仿真分析結果
    3.4 進給系統(tǒng)熱變形仿真結果分析與熱誤差建模
        3.4.1 結構熱變形仿真結果
        3.4.2 絲杠熱變形仿真分析與半閉環(huán)模式熱誤差建模
        3.4.3 光柵尺熱變形仿真結果與全閉環(huán)模式熱誤差建模
        3.4.4 結構熱變形對絲杠內部熱應力影響分析
    3.5 本章小結
第四章 精密機床進給系統(tǒng)熱特性實驗研究
    4.1 引言
    4.2 進給系統(tǒng)熱特性實驗方法
        4.2.1 溫度檢測裝置和熱誤差檢測裝置
        4.2.2 進給系統(tǒng)熱特性實驗檢測過程
    4.3 半閉環(huán)模式進給系統(tǒng)熱特性實驗
        4.3.1 實驗方案
        4.3.2 溫度檢測結果分析
        4.3.3 熱誤差檢測結果分析
    4.4 全閉環(huán)模式進給系統(tǒng)熱特性實驗
        4.4.1 實驗方案
        4.4.2 溫度檢測結果分析
        4.4.3 熱誤差檢測結果分析
    4.5 本章小結
第五章 精密機床進給系統(tǒng)熱誤差仿真與實驗對比分析
    5.1 引言
    5.2 半閉環(huán)模式進給系統(tǒng)熱特性實驗與仿真結果對比
        5.2.1 溫度檢測結果與仿真結果對比
        5.2.2 熱誤差檢測結果與考慮/不考慮結構熱變形仿真建模對比
    5.3 全閉環(huán)模式進給系統(tǒng)熱特性實驗與仿真結果對比
        5.3.1 溫度檢測結果與仿真結果對比
        5.3.2 熱誤差檢測結果與考慮/不考慮結構熱變形仿真建模對比
    5.4 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3839169