臥 式加工中心因具有加工精度高、柔性好等特 點(diǎn),被廣泛用于礦用挖掘機(jī)、礦用運(yùn)輸車(chē)等采礦裝備的零件加工,其熱態(tài)特性直接影響到機(jī)械零件的加工精度,進(jìn)而影響礦山機(jī)械的性能。
對(duì)某型臥式數(shù)控車(chē)床進(jìn)行了熱瞬態(tài)仿真,提取若干關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的溫度變化數(shù)據(jù),并做了進(jìn)一步探究;考慮幾個(gè)特殊結(jié)合面的熱阻對(duì)熱變形的影響,并通過(guò)數(shù)字仿真驗(yàn)證了熱阻模型;在電主軸熱力耦合模型基礎(chǔ)上建立了熱參數(shù)與誤差的回歸模型,通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證該方法的可靠性;以加工中心電主軸熱源的發(fā)熱原理作為切入點(diǎn),對(duì)主軸溫升給系統(tǒng)熱動(dòng)態(tài)特性帶來(lái)的影響進(jìn)行了深入探究,并提出了改進(jìn)建議;通過(guò)對(duì)電主軸進(jìn)行一維傳熱分析的方法,發(fā)現(xiàn)主軸溫升與熱變形并不能達(dá)到一種絕對(duì)的穩(wěn)態(tài),而是動(dòng)態(tài)變化的。通過(guò) FEA 的方法來(lái)模擬主要內(nèi)部熱源軸承、電機(jī)以及皮帶的對(duì)機(jī)床熱變形的影響;S. M. Kim 等人[7]提出了一種預(yù)測(cè)主軸軸承系統(tǒng)熱彈性變化的仿真方法,并最終得到了考慮熱參數(shù)的主軸箱設(shè)計(jì)優(yōu)化參數(shù)。
筆者以某型臥式加工中心的主軸系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)臥式加工中心主軸系統(tǒng)進(jìn)行熱穩(wěn)態(tài)分析和熱結(jié)構(gòu)耦合分析,探究主軸溫升的情況與規(guī)律,同時(shí)探究主軸熱變形情況,為臥式加工中心優(yōu)化和改進(jìn)提供參考和依據(jù)。
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結(jié) 語(yǔ)
通過(guò)對(duì)主軸系統(tǒng)熱源、熱邊界條件的分析和計(jì)算,并對(duì)主軸系統(tǒng)進(jìn)行了熱穩(wěn)態(tài)分析和熱結(jié)構(gòu)耦合分析。根據(jù)分析結(jié)果,主軸系統(tǒng)的前軸承發(fā)熱量比較大,可以考慮適當(dāng)增大油氣潤(rùn)滑的進(jìn)氣量,并適當(dāng)增大冷卻液的流量或者增大冷卻套的冷卻槽橫截面積,以達(dá)到更好的冷卻效果。主軸系統(tǒng)會(huì)隨溫升產(chǎn)生熱變形,尤其是主軸前端的熱變形會(huì)直接影響裝夾刀具時(shí)刀具在軸向和法向的相對(duì)位置,從而引起加工誤差。