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1、第9期組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)NO．92012年9月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueSep．2012文章編號：1001—2265(2012)09—0013—03基于ANSYS的TK6920數(shù)控銑鏜床滑枕系統(tǒng)熱特性分析術(shù)韓江，昂金鳳，夏鏈，豐云(1．合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，合肥230009；2．蕪湖恒升重型機(jī)床廠，安徽蕪湖242400)摘要：以TK6920數(shù)控銑鏜床滑枕系統(tǒng)為研究對象，研究了其熱態(tài)特性及其對機(jī)床性能的影響。首先運(yùn)用三維軟件對其進(jìn)行三維實(shí)體建模，
2、計算系統(tǒng)的熱源以及相應(yīng)的邊界條件；其次運(yùn)用有限元軟件仿真計算滑枕系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)溫度場分布以及熱平衡時間；最后根據(jù)分析結(jié)果提出改善滑枕系統(tǒng)熱態(tài)特性的措施。關(guān)鍵詞：熱特性；有限元分析；溫度場；熱平衡時間中圖分類號：TH161；TG502．15文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AThermalCharacteristicsAnalysisoftheRamSystemofTK6920Heavy-dutyCNCFloor-typeBoringandMillingMachineToolBasedOilANSYSHANJiang，ANGJin—feng，XIALian，F(xiàn)
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須要考慮的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文以TK6920數(shù)控銑O引言鏜床為研究對象，對滑枕系統(tǒng)進(jìn)行熱特性分析。在機(jī)械加
6、工中，由于機(jī)床各部件溫升引起的熱1機(jī)床滑枕系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變形，使機(jī)床上刀具與工件之間原來相對正確的位置產(chǎn)生了變化，從而造成了加工誤差。大量研究表TK6920銑鏜床由床身、立柱、主軸箱、滑枕、滑明，熱誤差是機(jī)床最大的誤差源，占機(jī)床總誤差的座、數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、40％～70％?。因此，對熱變形誤差的控制是高精冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及防護(hù)系統(tǒng)等構(gòu)成。度數(shù)控機(jī)床提高加工精度的關(guān)鍵技術(shù)?；硐到y(tǒng)主要由滑枕、軸承、銑軸、鏜桿、拉桿、主軸系統(tǒng)的熱變形誤差是引起機(jī)床熱變形誤差電機(jī)及進(jìn)給系統(tǒng)構(gòu)成。滑枕長3．64m，寬0．48m，高的重
7、要因素。因此，主軸系統(tǒng)的熱特性分析與設(shè)計0．54m，安裝在主軸箱上，其最大行程為1．2m。由于對機(jī)床精度的保證至關(guān)重要，是高速高精度機(jī)床必模型較為復(fù)雜，為有限元分析考慮，適當(dāng)簡化模型中收稿日期：2012一O1一"04；修回日期：2012一O2—16}基金項(xiàng)目：國家重大科技專項(xiàng)資助(2009ZX04004—021)；安徽省自然科學(xué)基金資助(090414155)作者簡介：韓江(1963一)，男，河南洛陽人，合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院教授，博士，主要從事數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控技術(shù)方面的研究，(E—mail)angjinfeng@163．cor
8、n?！?4·組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)第9期的倒角、小圓角等。簡化后的滑枕裝配體模型剖視對流條件下，當(dāng)主軸以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，與空氣間圖如下圖1所示。的對流換熱系數(shù)可按下式計算。a=N／l(1)式中：——零件表面與空氣間的對流換熱系數(shù)，
