加工过程中的机床主轴进给系统热—力耦合变形研究
近年来我国制造业迅速发展，“中国制造”在世界范围内扮演的角色越来越重要。作为制造业最常用的工具，数控机床亦飞速发展。机床的主轴进给系统作为其关键部件，对机床的加工精度影响很大。由于数控机床在切削加工过程中，热和力对加工精度以及机床本身的传动精度都有影响，主轴进给系统的变形是受热—力耦合效应影响的。所以本文以某五轴联动龙门加工中心的主轴进给系统为研究对象，主要研究工作和研究成果如下： （1）针对数控机床工作时受到热和力共同作用的特点，本文在分析铣削力和温度场的基础上，建立了主轴进给系统热—力耦合数学模型。 （2）建立了铣刀与工件的三维模型，然后借助于有限元分析软件对铣削过程进行了仿真分析，得到了铣削过程中铣削热与铣削力的大小以及变化情况。并设计了铣削实验验证了仿真的结果。 （3）通过有限元仿真软件分别对铣削力、铣削热和热—力耦合效应导致的主轴进给系统的变形进行了仿真计算，得出了在铣削加工不同时刻主轴进给系统变形量的大小。并通过设计的变形实验验证了热—力耦合变形仿真结果。 （4）对比了不同时刻主轴进给系统关键点的变形情况，得出了铣削加工过程中主轴进给系统的变形规律。通过对力变形、热变形和热—力耦合变形的对比分析，得出了铣削力和铣削热对主轴进给系统变形的影响程度。
数控机床;主轴进给系统;热力耦合;有限元仿真;动态分析
南京航空航天大学
硕士
机械电子工程
叶文华
2017
中文
TG659
85
2018-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）