基于接触热阻的龙门加工中心热态性能研究.pdf

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1、第1O期组合机床与自动化加工技术NO．102014年10月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueoct．2014文章编号：1001—2265(2014)10—0001—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．10．001基于接触热阻的龙r]~Jn工中心热态性能研究术黄玉春，田建平，杨海栗，胡勇，张良栋(四川理工学院机械工程学院，四川自贡643000)摘要：针对龙门加工中心整机热力学性能分析的需要，综合考虑机床结构特点、内外部热源的影响，使用有限元分析软

2、件ANSYSWorkbench对整机进行未加载接触热阻和加载接触热阻两种情况下的稳态热分析。将加载结合面接触热阻的温度场作为载荷，对加工中心进行热变形分析。结果表明结合面接触热阻对整机温度场的分布有较大的影响，为加工中心结构优化及整机综合热误差补偿提供了理论依据。关键词：龙门加工中心；W0rkbench；接触热阻；热态性能；热变形中图分类号：TH166；TG659文献标识码：AResearchofGantryMachiningCenterThermalPropertiesBasedonThermalContactResistanceHUAN

3、GYu-chun，TIANJian—ping，YANGHai—li，HUYong，ZHANGLiang—dong(SchoolofMechanicalEngineering，SichuanUniversityofScience＆Engineering，ZigongSichuan643000，China)Abstract：Accordingtotheneedofthermod)rnamicperformanceanalysis，thewholegantrymachiningcen-terwascarriedoutthesteadystatet

4、hermalanalysisbasedonloadedandunloadedthermalcontactresistancebythefiniteelementanalysissoftwareANSYSWorkbench．Thisanalysiswascomprehensivelyconsideredofthemachinetoolstructuralfeatures，internalandexternalheatsource．Thethermaldeformationofmachi—ningcenterwasanalyzedthrough

5、loadingthetemperaturefieldofjointsurfacethermalcontactresistance．Theresultsshowedthatthethermalcontactresistanceofjointsurfacehassignificanteffectsontemperaturefielddistributionofwholemachine，providingatheoreticalbasisforthestructureoptimizationandthesynthe—sisthermalerror

6、compensationofgantrymachiningcenter．Keywords：gantrymachiningcenter；workbench；thermalcontactresistance；thermalproperty；thermalde—foITnation滚珠丝杠等组件进行了热特性分析及试验研究。上0引言述对机床热态性能的研究中较少考虑机床结合部热传加工中心在加工运行的过程中产生的热量通过热导性能对温度场的影响。传导、热辐射等方式传递给加工中心各部件，形成了一因此，本文在考虑机床整机结合面热传导特性的个复杂的温度场。由于

7、加工中心各部件设计与材料属前提下，以四川某机床公司研发的某型号龙门加工中性的差异性，形成的温度场将会引起加工中心的不均心为研究对象，使用有限元分析软件ANSYSWork．匀热变形，引起加工中心加工精度降低。研究表明：精bench对加工中心进行了稳态热分析和热．结构耦合分密加工中由热变形引起的加工制造误差占总误差的比析。分析结果为加工中心的结构优化设计和热容量平例为40％～70％。衡设计奠定基础，为进行加工中心综合热误差补偿提JerzyJedrzejewski等人使用有限元法分析了机供理论依据。床的温度场和热变形，并优化了机床结构及参数，减小

8、了由于机床热变形而引起的加工误差。冯丙波等分析l整机有限元建模及热分析边界条件的确定了各因素对冲床热变形的影响，提出了提高冲床加工1．1有限元模型的建立精度的有效措施，并设计了冲