基于ANSYS的TK6920数控铣镗床滑枕系统热特性分析.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术NO．92012年9月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueSep．2012文章编号：1001—2265(2012)09—0013—03基于ANSYS的TK6920数控铣镗床滑枕系统热特性分析术韩江，昂金凤，夏链，丰云(1．合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥230009；2．芜湖恒升重型机床厂，安徽芜湖242400)摘要：以TK6920数控铣镗床滑枕系统为研究对象，研究了其热态特性及其对机床性能的影响。首先运用三维软件对其进行三维实体建模，

2、计算系统的热源以及相应的边界条件；其次运用有限元软件仿真计算滑枕系统的稳态温度场分布以及热平衡时间；最后根据分析结果提出改善滑枕系统热态特性的措施。关键词：热特性；有限元分析；温度场；热平衡时间中图分类号：TH161；TG502．15文献标识码：AThermalCharacteristicsAnalysisoftheRamSystemofTK6920Heavy-dutyCNCFloor-typeBoringandMillingMachineToolBasedOilANSYSHANJiang，ANGJin—feng，XIALian，F

3、ENGYun(1．SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China；2．WuhuHenshengmill，WuhuAnhui242400，China)Abstract：TheeffectofthermalpropertiesonperformancewasdeterminedfortheramsystemofaTK6920heavy-dutyCNCfloor—typeboringandmillingmach

4、inetoo1．First，thethree—dimensionalmodeloftheramsystemwasestablishedwith3Dsoftware．Andcalculatedthethermalsource，confirmedtheboundaryconditions．Afterthat，theconstanttemperaturefielddistributionandthermalequilibriumtimeoftheramsystemwassimulatedandcalculatedwiththefinite

5、elementanalysissoftware．Atlast，accord—ingtotheresult，somemeasurestooptimizethethermalcharactersoftheramsystemwereputforward．Keywords：thermalcharacters；finiteelementanalysis(FEA)；temperaturefield；thermalequilibriumtime须要考虑的关键技术之一。本文以TK6920数控铣O引言镗床为研究对象，对滑枕系统进行热特性分析。在机械加

6、工中，由于机床各部件温升引起的热1机床滑枕系统结构变形，使机床上刀具与工件之间原来相对正确的位置产生了变化，从而造成了加工误差。大量研究表TK6920铣镗床由床身、立柱、主轴箱、滑枕、滑明，热误差是机床最大的误差源，占机床总误差的座、数控系统、伺服驱动系统、电气系统、液压系统、40％～70％⋯。因此，对热变形误差的控制是高精冷却系统、润滑系统及防护系统等构成。度数控机床提高加工精度的关键技术。滑枕系统主要由滑枕、轴承、铣轴、镗杆、拉杆、主轴系统的热变形误差是引起机床热变形误差电机及进给系统构成。滑枕长3．64m，宽0．48m，高的重

7、要因素。因此，主轴系统的热特性分析与设计0．54m，安装在主轴箱上，其最大行程为1．2m。由于对机床精度的保证至关重要，是高速高精度机床必模型较为复杂，为有限元分析考虑，适当简化模型中收稿日期：2012一O1一"04；修回日期：2012一O2—16}基金项目：国家重大科技专项资助(2009ZX04004—021)；安徽省自然科学基金资助(090414155)作者简介：韩江(1963一)，男，河南洛阳人，合肥工业大学机械与汽车工程学院教授，博士，主要从事数控系统与数控技术方面的研究，(E—mail)angjinfeng@163．cor

8、n。·14·组合机床与自动化加工技术第9期的倒角、小圆角等。简化后的滑枕装配体模型剖视对流条件下，当主轴以一定的转速旋转时，与空气间图如下图1所示。的对流换热系数可按下式计算。a=N／l(1)式中：——零件表面与空气间的对流换热系数，