數(shù)控機床主軸熱誤差機理仿真與建模補償?shù)难芯?pdf

1、本文以上海儀表機床廠所生產(chǎn)的CK6430型數(shù)控車床主軸為研究對象，對主軸誤差產(chǎn)生機理進行了分析和歸類，分析了主軸的熱特性并進行了主軸熱誤差補償研究，通過外部補償器與機床數(shù)控系統(tǒng)的交互，實現(xiàn)了對誤差的補償，達到了提高機床加工精度的目的。本文的主要內(nèi)容包括：
　　(1)對數(shù)控機床主軸熱誤差的誤差元素進行了分類和機理分析，歸納出主軸的綜合徑向誤差以及綜合軸向誤差，并介紹了主軸誤差測量的方法。隨后在傳熱學基礎(chǔ)上對主軸的熱特性進行了分析，得

2、到主軸主要熱源熱載荷以及主軸與周圍空氣熱對流的計算方法，并采用有限元方法對主軸由于主軸箱以及軸承的不均勻熱變形而產(chǎn)生的熱誤差進行了仿真分析，驗證了之前對于主軸熱誤差的產(chǎn)生機理的分析。
　　(2)通過有限元仿真的方法分析了主軸綜合熱誤差與主軸箱上溫度測點的熱遲滯效應(yīng)，并根據(jù)仿真結(jié)果對溫度測點進行了分類，分為超前測點和滯后測點，并提出采用超前測點的溫度數(shù)據(jù)建立主軸熱誤差的分布同步模型，對超前測點的溫度數(shù)據(jù)做時間上的人為滯后處理，使之與

3、熱誤差數(shù)據(jù)具有更好相關(guān)性和同步性，從而在建模時得到更高的精度。
　　(3)完善了課題所開發(fā)的用于數(shù)控機床熱誤差補償?shù)难a償系統(tǒng)，通過敘述其架構(gòu)和與數(shù)控機床通訊交互方式介紹了其工作原理，并進行了熱誤差測量模塊的硬件選型，以及針對數(shù)控機床主軸誤差補償系統(tǒng)測量模塊軟件的開發(fā)。
　　(4)針對所提出的主軸熱誤差與主軸箱溫度數(shù)據(jù)的熱遲滯效應(yīng)進行了實驗，實驗結(jié)果充分證實了遲滯效應(yīng)的存在，對實驗結(jié)果進行了相關(guān)性分析，結(jié)果表明通過人為地消除該