ADGM高速电主轴热态特性仿真分析.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术NO．82014年8月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueAug．2014文章编号：1001—2265(2014)08—0009～03DOI：10．13462／j．enki．mmtamt．2014．08．003ADGM高速电主轴热态特性仿真分析术李丽丽一，李安玲，何强，郭龙斌，张鹏伟，周陆航(安阳工学院a．高速精密机床协同创新中心，b．机床关键功能部件重点实验室，河南安阳455000)摘要：温度对于高速精密电主轴加工至关重要，为了一步了解ADGM高速精密电主轴的热态特性，首先分析计算了

2、电主轴的热源和各部分传热特性，建立了电主轴整体的三维模型，并利用ANSYSWorkbench有限元软件进行稳态热特性和热一结构耦合特性分析；通过仿真分析了解了电主轴温度场的分布和温升对整个电主轴变形的影响，当电主轴未使用冷却时，热变形较大，最大变形0．12mm，而当通冷却水时，电主轴的最大变形量为0．007mm；最后提出了改进电主轴热态特性的主要措施。关键词：ADGM电主轴；稳态热特性；热一结构耦合；ANSYSWorkbench中图分类号：TH164；TG659文献标识码：ATheSimulationandAnalysisofThermalCharacteristicofADG

3、MHigh——speedSpindleUI』一li，LIan-Ling，HEQiang，GUOLong-bin，ZHANGPeng-wei，ZHOULu—hang(a．TheCollaborativeInnovationCenterofhighPrecisionMachineTool：b．KeyLaboratoryofkeyFunctionalPartsofMachine，AnyangInstituteofTechnology，AnyangHenan455000，China)Abstract：Inordertounderstandthethermalcharacteristic

4、ofADGMspindle，Calculateandanalysistheheartsourceandthehearttransfercharacteristicofspindle．Onthisbasis．the3Dmodelofspindleisbuiltandthecharacteristicofsteadystatetherma1andthermal—structurecouplingareanalyzedbyANSYSWork．bench．Understandingthetemperaturefielddistributeofspindleandtheinfluence

5、oftemperatureonthede．formationofspindle．Whenthespindlewithoutusingthecoolingwater．thebiggerthemaximumdeforma·tioniS0．12mm．andunderthecoolingwaterthemaximumdeformationis0．007mm．Finallyputforwardthemainmeasurestoimprovethethermalcharacteristicofthespindie．Keywords：ADGMspindle；steadystatetherma

6、lcharacteristic；thermal—structure；couplingcharacteristic；ANSYSWorkbench特性进行等方面进行了详细研究⋯。本文以“高档数0引言控机床与基础制造装备”2012年科技重大专项中第62高速加工具有高生产率、低生产成本等许多优点。项课题“ADGM系列高速精密数控车床及车削中心”高速加工的前提和基本条件是具有高速加工机床。高中ADGM高速电主轴为研究对象，通过采用ANSYS速电主轴是高速机床重要的功能部件之一。电主轴是Workbench大型有限元分析软件，对Solidworks建立的将驱动电机和机床主轴合为一体，从而将机

7、床主轴的电主轴三维模型进行网格划分，并对电主轴进行稳态、传动链长度缩短为零。这使得电主轴具有高速、高精瞬态热分析和热耦合分析，从而了解ADGM电主轴温度、振动小和噪声低等优点。电主轴的应用使机床具度的分布情况。通过本文的分析与研究，可以对高速有高效率和高精度加工的优点。但是，在实际的工作电主轴的热态特性的仿真分析更加有效，使设计者可过程中电主轴内装式电机的损耗和前后轴承的摩擦会以更加清楚的了解电主轴的热量分布，为电主轴的优产生大量的热量。如果处理不当这部分热量会使得电化设计奠定了基础。主轴产