文档包括:

Word版说明书1份，共35页，约16000字

 

CAD版本图纸，共2张

SW三维图一份

 

摘要

    数控车床在零件的加工过程中，长期处于工作中的数控机床,由于摩擦生热、切削产热、环境温度、热能辐射等诸多因素影响着工艺系统，使得车床各部分零件产生不同的温升。由于温度过高造成加工精度不准确，数控机床整机的主要部件变形，从而降低了加工效益。随着机床的高精度、高速度的快速发展，对机床的可靠性和加工精度提出了更高的要求，机床的热态特性开始成为人们关注和研究的一类热点。本文主要针对盘类零件超硬数控车床模型进行了热特性分析研究。对数控车床进行三维模型建模并组装，通过公式计算数控车床相关零部件的发热量，确定边界条件，载荷约束等。使用软件ANSYS Workbench 13.0对超硬数控车床三维模型进行模型导入、材料编辑、网格划分，然后施加载荷和热边界条件，得出各单元节点的稳态温度值。根据结果分析关键部位的温升情况和温度场变化，讨论并提出改进建议。借助ANSYS分析软件对超硬数控车床模型施加温度载荷后所产生的结构应力场进行计算，对关键部件热应力情况进行分析和讨论。根据仿真结果找到影响热误差的关键因素及相互关系，对热误差部分提出设计方案，得出机床结构优化、温度控制及误差补偿的综合方案。

 

 

关键词：超硬数控车床，热特性，ANSYS，温度场，误差补偿

 

目录

摘要...............................................................Ⅰ

ABSTRACT............................................................Ⅱ

第一章 绪论.........................................................1

   1.1  研究的意义...........................................................1

   1.2  国内外热特性研究现状.................................................1

   1.3  主要研究内容.........................................................2

第二章 超硬数控车床主轴系统热特性分析...............................3

   2.1  三维模型的建立........................................................3

   2.2  主轴系统边界条件和发热量计算..........................................4

       2.2.1主轴系统边界条件计算.............................................4

       2.2.2主轴系统发热量计算...............................................5

   2.3  主轴系统温度场分析....................................................7

       2.3.1模型简化.........................................................7

       2.3.2网格划分.........................................................7

       2.3.3主轴系统结果分析.................................................8

第三章 超硬数控车床X/Z丝杠系统热特性分析...........................11

   3.1  X/Z丝杠边界条件和发热量计算.........................................11

      3.1.1  X/Z丝杠系统边界条件计算.......................................11

       3.1.2  X/Z丝杠系统发热量计算.........................................12

   3.2 超硬数控车床X/Z丝杠系统结果分析......................................19

       3.2.1  X丝杠系统结果分析.............................................19

       3.2.2  Z丝杠系统结果分析.............................................20

   3.3 超硬数控车床X/Z丝杠热变形分析........................................20

       3.3.1  X丝杠系统热应变结果分析.......................................20

      3.3.2  Z丝杠系统热应变结果分析.......................................21

第四章 超硬数控车床整机热特性结果分析..............................23

   4.1 边界条件和发热量计算................................................23

   4.2 车床结果分析.........................................................25

   4.3 机床温升及热变形控制措施.............................................27

第五章 热误差补偿..................................................28

   5.1 热误差补偿..........................................................28

   5.2 结论.................................................................29

参考文献...........................................................30