銑車復(fù)合加工中心雙驅(qū)進(jìn)給系統(tǒng)同步熱誤差分析.pdf

1、隨著數(shù)控機(jī)床向高速度、高精度、復(fù)合化、智能化方向發(fā)展，雙軸驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)也開(kāi)始應(yīng)用于高檔加工中心，用以抑制因高速進(jìn)給時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)。例如，日本的森精機(jī)為重心驅(qū)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是通過(guò)兩根滾珠絲杠按住移動(dòng)結(jié)構(gòu)物的重心以抑制振動(dòng)，具有縮短加工時(shí)間、提高真圓度、延長(zhǎng)刀具壽命等許多優(yōu)點(diǎn)。但是，由于機(jī)床移動(dòng)部件間的彼此位置不斷變化引起機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件重心位置的變化，造成力矩的不平衡，引起驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不必要的彈性變形，進(jìn)而誘發(fā)振動(dòng)，影響加工精度。雙驅(qū)動(dòng)方式盡

2、管會(huì)在很大程度上抑制振動(dòng)產(chǎn)生，但雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也有其自身難以避免的缺點(diǎn)--引入同步誤差。
　　 數(shù)控機(jī)床的定位精度是反映機(jī)床性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是影響工件加工精度的重要因素。兩傳動(dòng)系統(tǒng)的同步性是影響數(shù)控機(jī)床定位精度的主要因素之一。滾珠絲杠螺母副作為數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的關(guān)鍵傳動(dòng)件，它的精度至關(guān)重要。在機(jī)床工作過(guò)程中，影響滾珠絲杠精度主要因素有：導(dǎo)程誤差、預(yù)拉伸和兩滾珠絲杠由于負(fù)載的不均衡而造成扭矩的變動(dòng)差異性、熱溫升差異量。其中熱溫升差

3、異量的產(chǎn)生是由于滾珠絲杠和螺母、軸承座上軸承內(nèi)外圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的熱變形，它嚴(yán)重影響定位精度的主要因素之一。
　　 本課題是蘭州理工大學(xué)、青海一機(jī)和華中科技大學(xué)共同承擔(dān)的2010年高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專項(xiàng)--梁無(wú)滑枕立式銑車復(fù)合加工中心(2010ZX04001-032)研制中的子課題，針對(duì)以上問(wèn)題對(duì)機(jī)床雙驅(qū)滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的溫度場(chǎng)以及熱變形的數(shù)學(xué)模型、邊界條件計(jì)算、熱特性分析等方面進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下：

4、　　 1.對(duì)動(dòng)梁無(wú)滑枕立式銑車復(fù)合加工中心進(jìn)行了介紹，明確了機(jī)床主要技術(shù)指標(biāo)。對(duì)雙驅(qū)滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的溫度場(chǎng)與熱變形進(jìn)行了研究。
　　 2.利用有限元法建立溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，基于熱彈性和有限元原理建立熱變形的有限元方程并建立機(jī)床滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)Solid Works模型。分析滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的熱源，計(jì)算發(fā)熱量，確定熱量傳遞方式與邊界條件，用ANSYS Workbench軟件對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分并計(jì)算出滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的溫度場(chǎng)分布，