重型數(shù)控車銑復(fù)合靜壓轉(zhuǎn)臺熱特性調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、重型數(shù)控機床主要為航空航天、船舶工業(yè)、汽車制造等機械制造領(lǐng)域加工大型零部件，其性能的優(yōu)劣直接決定了我國裝備制造業(yè)的水平。重型數(shù)控車銑機床的大自重、重負荷切削特性加之應(yīng)用復(fù)雜環(huán)境的特點導(dǎo)致其整機及關(guān)鍵組件的熱機理復(fù)雜，對加工誤差產(chǎn)生較大影響。其中，熱變形導(dǎo)致的誤差約占總誤差的40～70％。靜壓轉(zhuǎn)臺作為重型數(shù)控車銑機床的關(guān)鍵部件之一，對其熱變形進行有效控制已成為重型機床提高加工精度和機床精度穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此，開展重型數(shù)控車銑復(fù)合靜

2、壓轉(zhuǎn)臺熱特性調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用對改進和提升重型數(shù)控車銑機床加工性能有著重大意義。
　　本文以靜壓轉(zhuǎn)臺的油膜熱特性產(chǎn)生機理及其控制技術(shù)為研究對象，通過搭建的靜壓轉(zhuǎn)臺實驗平臺，開展了如下幾方面的研究：
　　1.基于流體力學(xué)、摩擦學(xué)和有限元分析等相關(guān)理論，開展了靜壓轉(zhuǎn)臺熱特性數(shù)值仿真和理論分析。根據(jù)試驗對象結(jié)構(gòu)參數(shù)建立了油墊油膜、工作臺幾何模型，基于ANASYS Workbench平臺開展了不同粘度效應(yīng)下的油膜發(fā)熱規(guī)律分析，并

3、為選擇合適的液壓油提供理論依據(jù)；通過理論公式推導(dǎo)和有限元數(shù)值仿真分析，比較了圓形、扇形油墊油膜的熱特性規(guī)律，為重型機床靜壓工作臺油墊設(shè)計提供技術(shù)參考；建立了溫度、轉(zhuǎn)速和載荷與轉(zhuǎn)臺熱變形關(guān)系數(shù)學(xué)模型，為溫度控制提供理論參考。
　　2.采用計算機測試技術(shù)，結(jié)合溫度傳感器、位移傳感器和數(shù)據(jù)采集卡等相關(guān)硬件設(shè)備，搭建了重型數(shù)控靜壓轉(zhuǎn)臺熱特性檢測系統(tǒng)。實現(xiàn)了對靜壓油膜溫度、靜壓轉(zhuǎn)臺工作環(huán)境溫度和工作臺熱變形的科學(xué)測量。并開展熱特性試驗，測試

4、結(jié)果驗證了仿真分析方法的正確性和有效性。
　　3.開展了重型數(shù)控靜壓轉(zhuǎn)臺溫控技術(shù)研究?；?ARM開發(fā)板編寫了的串口傳輸、數(shù)模轉(zhuǎn)換程序；基于LabVIEW開發(fā)了STM32串口數(shù)據(jù)通信、模糊PID自整定算法的溫度控制模塊。實驗測試結(jié)果表明了提出的溫控策略的有效性和實用性。
　　4.采用SQL Server2008數(shù)據(jù)庫和VB.NET平臺，開發(fā)了重型數(shù)控靜壓轉(zhuǎn)臺熱特性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對復(fù)雜熱特性實驗數(shù)據(jù)的查詢、編輯、處理和管