基于ANSYS的进给系统热特性分析工具的研究与开发.pdf

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1、-电气与自动化·纪艳丽，等·基于ANSYS的进给系统热特性分析工具的研究与开发基于ANSYS的进给系统热特性分析工具的研究与开发纪艳丽，汪惠芬，刘婷婷，钟维宇(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：针对数控机床进给系统的热分析问题，研究了基于APDL语言的ANSYS二次开发技术，将该开发模式应用到进给系统热分析模块的开发中，把ANSYS无缝集成到所开发的软件中。结合c#语言开发环境设计了进给系统参数化热分析平台，实现了进给系统热分析工具的参数化界面设置以及温度场、热变形分析的自动化计算求

2、解。关键词：数控机床；进给系统；热特性；分析软件；二次开发中图分类号：TG506文献标志码：B文章编号：1671—5276(2014)04—0146—05ResearchandDevelopmentofAnalysisToolforThermalCharacteristicsofFeeding．systemBasedonANSYSSoftwarej1Yan—li．WANGHui—fen，LIUTing．ting，ZHONGWei—yu(MechanicalEngineeringSchool，Nanjin

3、gUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：SecondawdevelopmenttechnologyofANSYSbasedonAPDLisdiscussedonthethermalanalysisofmachinetoolfeed-ingsystem．ThistechnologyisappliedtotheFSA-Thermal，thattheANSYSiscloselyintegratedintothedevelop

4、mentsoftware．ItsparameterizedthermalanalysisplatformisdevelopedbasedonC#．Parameterizedinterfacese~ingsforFSA-ThermaltosolvetheaM。tomaticthermalanalyticalcalculation．Keywords：NCmachinetool；feedingsystem；thermalcharacteristics；ANSYS；secondawdevelopment及工件的

5、切削热为整机热源的卧式加：[中心进行了温度场分析和热变形分析，为热变形补偿提供了参考。Jin0引言KyungChoi等人采用有限元模型计算主轴一轴承系统的在制造业快速发展的形势下，机床的加工精度、主轴温度场分布，通过与实验数据对比，表明采用有限元法进转速和伺服进给速度不断提高，南此造成的热变形问题也行主轴系统热分析是完全可行的。13益突出。数控机床在进行精加工时的切削力一般不大，如何在机床的设计阶段利用这些软件对所设计的产与机械系统静、动态特性对加工精度的影响相比，机床热品进行热特性的分析和预测，是机床

6、行业亟待解决的一个误差已经成为影响JJⅡ工精度的主要因素。所以，现在人们问题。从大多数文献巾町以看出ANSYS在温度场分析和13趋认同这样一个看法：加工精密往往取决于结构热变形热变形分析中占有很重要的位置，而且分析结果是相对可的大小，而且高于动刚度的大小⋯。根据英国伯明翰大信的。但是ANSYS分析过程比较复杂，对于不r解学JPECLENIK教授调查统计表明：在精密加工中，热变形ANSYS功能的人需要一定时间的学习，而且它的菜单郁引起的制造误差占总制造误差的40％～70％，热误差已经是英文的，这更加大了使

7、用的难度。此外，在机床主要零成为提高加丁精度的主要障碍。德国机床专家认为部件的详细设计过程中，国内企业往往采用经验类比方“降低机床热变形是今后研究工作的主题”。法，缺少对结构部件及整机的热特性分析数据，没有伞面由于计算机辅助工程(CAE)的迅速发展，已开发了考虑热特性对机床产品性能所产生的影响，也无法预测机用于计算各种复杂模型的通用分析软件(例如ANSYS，床零部件变形与整机结构热特性之间的关系，在设计过程sap，nastran等)，利用有限元法求解分析温度场和热变形中存在漏洞。为解决行业设计依据不足，

8、加强企业设计分成为主流方法。孟玲霞等应用ANSYS对车削中心热边析管理的能力，开发一个能专门分析温度场、热变形以及界条件进行了详细的分析计算，并且建立了机床温度场分对分析结果进行管理的软件是很必要的。本文基于析的有限元模型通过对模型进行有限元计算分析，模拟ANSYS分析的强大功能，对其进行二次开发，实质是把数控机床高速加工运行状况，进行了整机温度场求解，初ANSYS进行温度场和热变形分析的流程固定化，通过流步预测了车削中心整机的温度场分布，