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机床主轴稳态温度场有限元法计算与分析

问题的提出 随着生产过程自动化和精密加工的迅速发展,对机床的加工精度和精度的稳定性提出了越来越高的要求。然而,影响机床加工精度的基本因素。又主要取决于机床的两大特性:即机床静一动态特性和热态特性。 机床在内:外热源影响下;由于热源分布的不均匀和结构的复杂性,必将导致机床温度的‘不均匀分布,致使机床各部件发生不同程度的热变形(热态刚度下降)。这就破坏了机床刀具与工件之间正确的相对运动关系,从而降低的机床加工精度。机床局部的急剧温升(主轴轴承、液压系统),甚至会造成机床无法正常工作。在实现数控自动化以后,这个问题就更为严重。因此:在机床产品精度提高和产品更新速度加快的形“势下,无论是在改善现有机床结构的热态特性或鸯新进行新产品的设计,都急需一种能对机床结构热态性,进行正确预测的设计计算与试验的方法。本文的提出也就是在上述思想启示下的初步尝试。计算模型的建立 假设:主轴轴承为滑动轴承: · 轴承发热后,其中部分热量通过前、后轴颈直接传...  (本文共8页) 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

基于有限元方法的机床主轴箱热特性分析

随着工业的不断发展,对生产精度的要求日益提高,人们越来越重视加工误差的减小和避免。在对减小加工误差的方法研究过程中发现,机床加工零件的误差中,由于机床热变形引起的加工误差占很大比重,尤其是在高精密加工过程中,尤为显著,所以减小机床的热变形成为提高加工精度的重要途径。主轴箱是机床中的重要部件,它在热源作用下,温度场的分布及热变形的情况直接影响到加工精度,本文以QLMT6300龙门车铣复合机床的主轴箱为研究对象,通过对其热源发热规律的研究,借助有限元分析软件,得到主轴箱稳态、瞬态温度场分布及主轴热变形大小,为机床结构的优化及热误差的补偿提供理论依据。主要工作如下:1.对机床主轴组件进行三维建模,为了避免在过小的细节处出现大量的节点和单元,简化模型中的细节,忽略次要零件,建立有限元分析模型。通过计算得到QLMT6300主轴箱中主要的热源:轴承及齿轮工作时的摩擦热作为主轴有限元热分析的外加载荷;根据机床工作时的具体情况,计算主轴方滑枕壁...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机械工艺师》1987年12期
机械工艺师

加工油泵泵体的偏摆夹具

在没有加工中心和坐标镣床的情况下,加工具有孔距小,又有同轴度要求的零件是比较困难的,本文介绍在普通车床上使用偏摆夹具,解决了生产中的问题.保证了产品质量。 一、偏摆夹具的基本原理 在图1中,O,与02是泵体的两孔l扣心,o为偏摆夹具的转动中心。在加工时,要使讥床主轴中心与O,、O:重合,才能加工两孔。0:O在x方向的距离为l,在y方向的距离为a。O。、O‘为插销子1.中心,距禽为ZC。色。与机床中心在y方向的距离为b,0。与摆动中心0在、方向的炬离为C。┌─┐│y │└─┼───┐ │界 │ │0./ │ ├─┬─┤ │夕│月│ ├─┼─┘ │l │ └─┘偏摆夹具的各参数计算如下:偏摆角:。二arct:。-竺一C二(a+b)tga取a=bC二ZatgaZC二4atga=4a 以加工图2所示的泵沐参数为例计算夹具各参数女[l下: 齿轮孑lr卜,心距O:O:=30.45,I二0102/2二30....  (本文共1页) 阅读全文>>

《磨床与磨削》1987年04期
磨床与磨削

油膜阻尼减振器在机床主轴系统中的应用

一、引言 机床主轴轴线的径向误差运动,直接影响工件的加工精度和表面光洁度。而引起主轴轴线径向误差运动的原因有两方面:一是静态因素,主要决定于主轴回转系统的设计合理性及主轴、轴承和箱体支承孔等零件所组成的主轴回转系统的制造质量和装配质量;二是动态因素,即在主轴回转和切削过程中主轴轴线产生的振动位移。该位移是由于机床工作时内部的激振源或切削冲击自激振动或其它随机振动干扰而产生的。 对于上述两个因素根本上要用提高设计质量和制造水平来解决,对于动态因素,设计时就要考虑轴系的动特性参数的合理选择,以改善其抗振性。增加机床主轴回转系统的阻尼是一普遍采用的有效措施,采用什么措施以提高阻尼参数的方法是多种多样的,本文所述为一种行之有效的油膜阻尼器。根据在车床上所做的实验,采用这种装置作为车床主轴的辅助支承可以降低主轴的动柔度40沁左右。同样的原理应用于磨床和其他机床的主轴系统中,无疑也将会得到良好的效果。 二、基本原理 机床主轴采用滑动轴承比滚...  (本文共6页) 阅读全文>>

《武汉工学院学报》1987年04期
武汉工学院学报

机床主轴部件复模态参数识别

一、引言 识别结构的模态参数,不论对基于动态实验测试数据建立结构的动力学模型,还是对已有的理论动力学模型(如根据图纸用有限元方法建立起来的动力学模型)进行修正,使模型的精确度提高,都是非常重要的一步。 模态参数识别有频域法和时域法之分。频域法具有直观、准确、、物理概念清楚等优点,常用于在停机状态下单点激振的模态分析。本文由于后继的研究是用识别出来的模态参数对理论动力学模型进行修正,决定采用频域法进行识别。由于机床主轴部件是具有一般粘性阻尼的复杂结构,应用假设阻尼矩阵在主振型空间可解祸的实模态理论会带来相当大的误差,所以必须采用复模态理论进行分析。 为了提高测试效率,本实验采用具有宽频激励的随机激振测量机床主轴部件的传递函数。这种激振方法配合具有硬件化FFT的 sD375型动态分析仪,可以很方便迅速地对测试结果进行分析处理。二、传递函数的复模态表达式众所周知,一个有阻尼的多自由度线性定常结构的运动微分方程〔M〕厦x}+〔C〕{x}...  (本文共9页) 阅读全文>>

《内蒙古工学院学报》1987年02期
内蒙古工学院学报

机床主轴系统的动力计算和动态设计

_己1会. 、了弓不1 主轴和安装在主轴上面的传动件、紧固件、密封件以及主轴轴承等各种另件,构成机床的主轴系统。主轴系统直接参与机械加工的表面成形运动,对机床的加工质量和生产率有极大的影响。试验表明,中型车床前端的绝对振幅,将以1:0.3~1:0.8的比例反映到刀具和工件在切削点的综合相对位移中去,高速机床切削过程中的自激振动往往成为限制机床生产率的主要原因,而切削自激振动的频率又往往接近主轴系统横向振动的低阶固有频率,即主轴系统的低阶横向振动模态是切削自激振动的主振模态。因此,提高主轴系统的动力特性对于提高整个机床的动态性能具有十分重要的意义。 主轴系统的动力特性,包括其抵抗受迫振动的能力和抵抗切削自激振动的能力两个方面的内容,但都与系统的自由振动特性(即固有频率、主振型等固有特性)有关,所以本文仅就如何提高主轴系统的自由振动特性进行讨论。‘一 由于安装在主轴上的传动件、紧固件较多,所以主轴一般都具有比较复杂的阶梯形状。但各部...  (本文共10页) 阅读全文>>

《东北工学院学报》1988年03期
东北工学院学报

复合式油膜阻尼器在机床主轴系统中的应用

1前言 采用油膜阻尼器可以提高机床滚动支承主轴系统的动态性能,国内外虽曾进行过这方面的试验〔卜3〕,但并未得以使用.作者在普通车床主轴系统上装置中间油膜阻尼荔,并进行了研究工作〔‘〕,通过油膜阻尼器的合理结构、参数及布置等方面的试验和计算机模拟计算,使主轴系统的动态性能获得较大的提高,并应用于普通车床的改型产品中.迄今为止国内外仅限于单一式油膜阻尼器的研究过.本课题成果在于,在机床滚动支承主轴系统中采用复合式油膜阻尼器,可使机床的动态性能得到显著提高;还进一步研究了油膜阻尼对主轴的共振频率及振幅的影响效应并得出若干重要结论.2计算机模拟计算与分析 复合式油膜阻尼器是由主轴系统前、中支承处两个油膜阻尼器复合而成,其阻尼值通过调整油膜参数获得.可采用有限长轴承挤压油膜阻尼系数经验公式计算 产R 3L△”a(l一。)”(l)式中各参数见文献〔4〕. 采用传递矩阵法对主轴系统进行受迫振动的模拟计算.根据模拟计算结果,绘制出阻尼参第3期复...  (本文共7页) 阅读全文>>