混联叶片磨抛机床热力耦合误差研究

发布时间：2024-03-16 17:04

　　近年来航空航天、工程机械以及传统行业的飞速发展,科学技术对数控机床的整机性能、加工精度的要求也在不断提高,使得并联式数控机床得到了迅速发展。在众多提升机床精度的因素中,热误差是其中的重要一环,也是机床提升精度领域的研究难点。在混联叶片磨抛机床加工时,整机系统及其关键的子结构如底座进给平台、并联机构、龙门横梁和磨抛工具头都会受到加工振颤和热应力的共同作用而产生耦合效应,即热力耦合效应,极大地影响混联叶片磨抛系统的力学性能和热学性能,对加工精度是十分不利的。已有的机床热误差研究的传统方法是对机床及其关键子结构仅进行热力学有限元分析或实验测量法。传统方法的局限性在于,若仅对机床及其子结构进行热力学有限元计算,则存在机床模型简化难以模拟真实工作状态、有限元软件计算自带误差和结果并不唯一等缺陷。若仅对机床进行实测法试验,则存在难以系统地考察机床整机性能和试验的偶然性或不可重复性等缺陷。针对以上难题,本文以实验室自主搭建的混联叶片磨抛机床为例,基于热力耦合原理的研究,对机床三大关键子结构分别进行了热源识别、发热量计算、温度场有限元分析及模态试验分析,并提出了一种基于热力耦合效应的热误差数学模型的建...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1并联式机床

课题的研究背景课题源于国家自然科学基金重点项目“叶片复杂曲面集成制造新实现”的资助，项目编号：51135006。自动化程度不断提高的过程中，各个行业对数控机床的要求也越诸多误差中热误差所占比例很大。莫斯科学者PUSH[1]指出，由误差会达到总误差的25%~75%。英国伯明翰的....

图1.2混联叶片磨抛机床

、响应速度快、良好的刚度重量比且环境适应能力强[5]等优研发的重点领域。美国芝加哥机床展在1994年曾展示了由ings&Lewis开发的“变异型”（Variax）和“六足虫”（He数控机床[6-7]。自此之后国际工程界和学术界就高度重视并发，对并联机床精度的研究多集中....

图3.2并联结构边界条件和约束加载图

（a）整体划分（b）局部细分图3.1并联机构网格划分和局部网格细分述计算所得的并联机构电机及电动缸的发热量和热生成率到模型上，依据表3.7设置对流换热系数，同时约束动平台度为60C。，环境温度恒定为22C。。约束加载顺序依据表效果如图3.2所示。ANSYS求....

图3.3并联机构稳态分析温度场云图

图3.3并联机构稳态分析温度场云图ANSYS的节点列表中输入坐标值即可查找并联机构关键节点以获得关键节点的稳态温度值，如表3.2所示。表3.2并联结构关键节点的稳态温度值节点位置稳态温度值C电动缸最高温度58.72C电机外壳最高温度26.76C伸缩杆顶端最....

本文编号：3929848