大型龙门钻铣床主轴滑枕热结构分析.pdf

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1、第2期组合机床与自动化加工技术No．22015年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2015文章编号：1001—2265(2015)02-0042—05DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．02．012大型龙门钻铣床主轴滑枕热结构分析术张奎奎，黄美发，伍伟，张政泼(1．桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004；2．桂林广陆数字测控股份有限公司，广西桂林541004)摘要：龙门机床滑枕部件在

2、X-作过程中发生热变形，导致不能满足高精度加工要求。该研究从滑枕结构方面进行分析，首先对滑枕的稳态热边界条件进行研究，在此基础上建立滑枕热结构耦合的初始条件，然后计算出滑枕在z向进给不同位置时三个方向和综合的变形量，计算所得综合变形量与实际加工误差相吻合。通过对三个方向变形量与滑枕结构布置的分析发现，滑枕的弯曲和非线性变形是由于结构不对称以及主轴中心与热源中心不重合所导致的，为机床的热变形补偿和结构热设计提供了基础。关键词：龙门机床；滑枕；热结构耦合；变形；结构分析中图分类号：TH132；TG502

3、．3文献标识码：AThermalStructureAnalysisofSpindleRamforLarge-ScaleMillingPlanerZHANGKui—kui，HUANGMei—fa．WUWei，ZHANGZheng—po(1．SchoolofMechanical&ElectricalEngineering，GuilinUniversityofElectronicTechnology，GuilinGuangxi541004，China；2．GuilinGuangluMeasuringIns

4、trumentCo．，Ltd，GuilinGuangxi541004，China)Abstract：Rampartsofgantrymachinetoolthermaldeformationoccurintheworkprocess，whichcannotmeettherequirementsofhigh—precisionprocessing．Thisresearchisanalyzedfromtheaspectsofstructureofram，firstofall，thepaperstudie

5、dthesteadystatetherma1boundaryconditionsoftheram．Onthebasisoftheconditions，establishtheinitialconditionsofthermalstructurecoupling，andthencalculatethethreedi—rectionsandintegrateddeformationoframintheZtofeedatdifferentpositions．Calculatetheintegratedde

6、—formationconsistentwiththeactualprocessingerror．Theanalysisofthethreed~ectiondeformationandramstructurelayoutfoundthatramthebendingandnonlineardeformationisduetothestructuralasymmetryandspindlecenterdoesnotcoincidewiththeheatsourcecenter．Theresultprov

7、idesthefoundationforthermaldeformationcompensationandstructurethermaldesign．Keywords：gantrymachine；ram；thermalstructurecoupling；deform；structuralanalysis响时发现无论是在机床工作还是非工作状况下，变化O引言的环境温度都会引发机床结构内部的热量流动，并最大型龙门钻铣床作为机械装备制造的母机，在航终造成机床的非线性变形。目前的研究主要集中于空航天、船舶、

8、风电设备、工程机械等加工制造领域有用软件补偿方法解决类似热变形问题，软件补偿法对着不可替代的作用。由滑枕和主轴组成的龙门机床主于老式数控系统机床和三轴机床的非线性弯曲变形问轴系统直接参与切削加工，其工作性能直接影响到机题解决不是很好。床的加工精度和表面质量。2000年RAMESHR曾发本文研究了以主轴轴承摩擦热为主要热源引起的现，在精密加工中由于热变形引起的制造误差占总误滑枕热变形，重点关注由于结构引起的滑枕在z轴进差的40％～70％⋯。随着数控机床整机及零部件设给不