高速車床主軸系統(tǒng)熱變形仿真分析與實驗研究.pdf

1、機床主軸系統(tǒng)和進給系統(tǒng)熱變形是引起機床熱誤差（因機床各部件熱變形而引起的加工誤差）的主要原因。大量研究證實，機床熱誤差占機床總加工誤差的40％-75％。高速機床轉(zhuǎn)速高，進給速度快，發(fā)熱量大。熱誤差控制及補償是提高高速機床加工精度的關鍵技術(shù)。
　　 本課題來源于“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項。綜合專項要求，本文利用有限元法和實驗測試對CH7516GS系列高速切削中心熱特性進行研究，提出了高速機床熱誤差的控制方法，設

2、計了熱變形補償系統(tǒng)。
　　 本文研究內(nèi)容:
　　 1、基于網(wǎng)格裝配思路，對主軸系統(tǒng)進行有限元網(wǎng)格劃分，大幅降低了大型裝配體網(wǎng)格劃分的難度。計入接觸熱阻，對CH7516GS高速切削中心主軸系統(tǒng)的溫度場與熱變形等熱特性進行了有限元仿真分析。采用最小二乘圓法對主軸軸線漂移進行了理論研究。
　　 2、對CH7516GS高速切削中心進給系統(tǒng)進行了熱特性分析。
　　 3、構(gòu)建了主軸系統(tǒng)溫度場和熱變形實施測試系統(tǒng)。利用

3、數(shù)字信號處理的方法對實驗數(shù)據(jù)進行處理，實驗研究了主軸熱變形和主軸端面跳動。所選測溫點被企業(yè)用于新一代高速車床。
　　 4、研究了高速機床的熱誤差控制方法，提出針對高速機床的恒溫暖機的方案，可以極大提高暖機效率，減小冷機狀態(tài)加工誤差;
　　 5、在現(xiàn)有BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型的基礎上，設計了基于超磁致伸縮驅(qū)動的熱變形補償驅(qū)動器，構(gòu)建了熱變形補償系統(tǒng)。
　　 本文研究結(jié)論:
　　 1、高速機床主軸系統(tǒng)熱變形與轉(zhuǎn)速正相