基于数控车床主轴的热态分析毕业论文

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1、目录摘要1ABSTRACT2第一章绪论31.1研究的目的和意义31.2国内外研究现状41.3主要研究内容5第二章Pro/E及3D建模62.1Pro/E简介62.2CK1416数控车床主轴3D建模7第三章ANSYS简介及机床主轴热特性有限元建模83.1ANSYS简介83.2ANSYS热分析类型83.3有限元热分析基础83.4建立ANSYS分析模型12第四章主轴的温度场分析214.1机床热变形理论214.2轴承发热量计算224.3主轴系统热传递方式及性能参数确定264.4主轴系统温度场分布274.5本章结论30结论与展望32参考文献33致谢3434摘要现代机械造向

2、着高效率、高速度、高质量和高精度发展，数控车床加工已逐渐成为加工业的发展方向，并成为提高国际竞争能力的关键技术。机械加工精度的提高也是产品质量控制的重要环节，其中，机床主轴系统的热变形是影响机床加工精度的主要原因之一，因此机床主轴系统的热设计在机床设计中占据重要地位，针对主轴在高速运动的过程中产生大量的热量使主轴温度升高，导致主轴变形，从而影响加工精度这一不利因素，因此有必要对主轴热变形进行大量研究，提出补偿措施，提高数控机床的加工精度。其研究内容如下：1.建立机床主轴的三维CAD模型，通过模型可以形象生动的显示出数控车床主轴的结构。2.在分析机床主轴内部热源

3、的基础上，建立机床主轴温度场的有限元分析模型。基于有限元对机床主轴温度进行了详细的分析，为CK1416数控机床主轴的热变形奠定了基础。3.利用ANSYS强大的热分析功能，对车床主轴进行参数化建模并设置好参数，得出稳态温度场分布情况，成功实现了机床主轴热变形分析的目标。关键词：数控车床，建模，有限元分析，温度场，稳态分析34ABSTRACTModernmachinerydeveloptowardhighefficiency,highspeed,highqualityandhighprecision,CNClatheprocessingindustryhasbec

4、omethedevelopmentdirection,andalsobecomethekeytechnologyofimprovinginternationalcompetitiveness. Improvingtheprecisionofmachiningisanimportantpartofqualitycontrol.Amongthem,thethermaldeformationofmachinetoolspindleofmachiningaccuracyisoneofthemainspindlesystemssothemachinedesign,the

5、rmaldesignoccupiesanimportantposition,domesticandinternationalresearchinthisfieldhasmadegreatprogressthough,butthetheoryand thebreadthanddepthofengineeringisnotenough.High-speedmovementofthespindleinalotofheatgeneratedintheprocesssothatthespindletemperature,itisnecessarytocarryoutal

6、argenumberofspindlethermaldeformationofproposedcompensationmeasurestoimprovetheCNCmachinetools precision. Itscontextforthestudyisasfollows: 1.Toestablishthree-dimensionalCADmodelofmachinetoolspindle,themodelcandisplaySpindlestructurelively. 2.Onthebasisofanalyzingtheinternalheatofsp

7、indle,establishthetemperaturefieldfiniteelementanalysismodelofspindle. Finiteelementofthespindlebasedonadetailedanalysisofthetemperature,soitlaysthefoundationofmachinetoolspindlethermaldeformationfortheCK1416CNCMachine. 3.TakingadvantageofPowerfulANSYSthermalanalysisfunction,paramet

8、ricmodelinglathespi