加工中心溫度測點優(yōu)化及熱誤差建模技術(shù).pdf

1、柔性加工生產(chǎn)線的可靠性和精度穩(wěn)定性很大程度上取決于其加工過程中的關(guān)鍵設(shè)備——加工中心。因此，加工中心加工精度的高低直接決定著生產(chǎn)線上產(chǎn)品的優(yōu)劣，而熱誤差是影響其加工精度的重要因素之一。該類誤差一般能占到機床總誤差的40％～70％，機床的精度越高，該比例值越大。目前，熱誤差補償技術(shù)是減小、消除機床自身的熱誤差，提高其加工精度的有效方法之一，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛、持續(xù)關(guān)注。本文基于“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項資助課題“錫

2、柴重型柴油發(fā)動機缸體、缸蓋柔性加工生產(chǎn)線示范工程”中的子課題“機床的精度穩(wěn)定性和可靠性”，對機床的熱誤差補償技術(shù)進(jìn)行了研究，完成的主要工作如下:
　　(1)闡述了本文的研究背景和研究意義，綜述了機床熱誤差補償技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上提出了論文所要研究的內(nèi)容，總結(jié)了研究思路。
　　(2)為求得加工中心在加工過程中隨時間變化的溫度場及每個熱源的溫度變化情況，對整機進(jìn)行了熱特性分析。采用有限元法進(jìn)行熱分析，包括建立幾何模

3、型、確定工程數(shù)據(jù)（比熱、熱傳導(dǎo)系數(shù)、密度）、網(wǎng)格劃分、添加熱載荷及邊界條件等，最終建立起機床的有限元模型，運行求解、分析得出整機溫度場及其熱源點的溫度變化情況。
　　(3)分析了加工中心熱誤差的基本組成形式，總結(jié)了降低機床主軸熱誤差的措施:誤差防止法與誤差補償法。介紹了加工中心溫度與主軸熱誤差試驗，搭建了試驗檢測系統(tǒng)，設(shè)計了試驗方案，并進(jìn)行了試驗，對試驗數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行了分析，為后續(xù)的研究提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　(4)提出了一種機

4、床溫度測點優(yōu)化方法，并給出該方法實現(xiàn)的思路和步驟。首先，采用相關(guān)性分析法，初步篩選出與熱誤差相關(guān)性較大的一些溫度測點，接著，對其分別進(jìn)行模糊聚類分析、灰色綜合關(guān)聯(lián)度分析，根據(jù)分析結(jié)果，建立起不同測點個數(shù)的多元線性回歸模型，再依據(jù)統(tǒng)計學(xué)理論，篩選出模型預(yù)測精度最高的測點，并進(jìn)行了試驗驗證。
　　(5)提出了一種機床主軸熱誤差建模方法，并給出該方法實現(xiàn)的思路和步驟。將優(yōu)化出的溫度測點及試驗測得的熱誤差數(shù)據(jù)劃分成不同的樣本，從而可以建立