基于热-结构耦合的精密车床机械主轴热变形仿真的分析

论文是以A2-6-200精密车床机械主轴为研究对象,通过使用SoildWorks建立主轴实体模型,简化后导入到有限元分析软件中,利用有限元法对其进行热分析,得到主轴温升和温度场分布情况,以求得温度场为依据进行热—结构耦合分析。通过在不同工况下的仿真结果分析,为预测机械主轴的热变形状态,提供了良好的参考依据。     

主轴三维温度场及热变形分析

基于热传导及热弹性力学知识,建立了主轴工作状态下的稳态温度场和热变形的三维热分析有限元模型。运用ANSYS有限元软件,准确分析了主轴在工作过程中处于热平衡状态下的温度分布及热变形特点,计算结果为后续加工中心主轴系统的优化提供了理论背景。     

基于ANSYS Workbench的机床热结构与热平衡分析

机床热误差是影响机床加工精度的主要因素,目前对热误差的控制主要采取补偿的方法,即通过采集机床热平衡时的温度以及热变形误差来建立数学模型,实现热误差的补偿。通过对XK7132数控铣床进行热边界条件分析,提出了利用ANSYS Workbench软件对机床整机进行稳态热结构分析以及对主轴进行热平衡分析,得到了机床的稳态热变形及主轴温升平衡曲线。由分析结果可知,稳态热变形主要发生在主轴的X轴和Z轴方向,而达到热平衡时所需时间大约为40～50 min,为机床热误差补偿时传感器的布置提供了理论依据。     

数控立式加工中心主轴热变形测试与建模研究

热误差是影响数控立式加工中心制造精度的主要因素,机床主轴热变形是机床热误差的主要来源。针对传统机床主轴热变形单因素建模的不足,测试了某立式加工中心在几种转速工况下的温升及Z轴热变形,对测试数据进行了分析与处理,作出了在几种工况下主轴热变形与时间的关系曲线。对主轴热变形做了二元线性回归分析建模,以及人工神经网络建模,通过对比这两种方法建模的误差,表明神经网络建模优于二元回归建模。     

基于有限元的秸秆压块机主轴箱体的热应变分析

基于热传导及热弹性力学的指示,利用三维建模软件Pro/E 4.0建立了压块机主轴箱体在工作状态下的稳态温度场和热变形的三维热分析有限元模型。运用有限元分析软件ANSYS分析了其在稳态热平衡状态下的温度分布情况及变形特点,并通过理论计算验证了有限元分析的可靠性。通过对压块机主轴箱体的这种热变形分析研究,为压块机主轴箱体的设计提供了参考依据。     

基于机理分析和热特性基本单元试验的机床主轴热误差建模

为更精密地对机床主轴热误差进行预测,对主轴温度场和热变形进行机理分析,提出用热特性基本单元试验对初步理论模型进行修正从而得到最终模型的建模方法。根据主轴的尺寸和轴承参数对主轴温度场和热变形进行机理分析并确定初步理论模型,在不同起始温度下进行两组热特性基本单元试验,试验中采用温度传感器对主轴前后轴承及前端面的温度进行测量,采用位移传感器对主轴轴向热变形进行测量,得到主轴在升温和降温过程中温度场和热变形的特性数据,基于该数据对初步理论模型进行修正。在一台数控车床主轴上进行模型的试验验证,结果表明:该建模方法能同时对主轴升温和降温过程进行温度场和热变形的建模与预测,且具有高精度的优点,可用于各种数控机床主轴热变形的预测。     

基于热态特性仿真的龙门铣床主轴系统热关键点选择方法

数控机床主轴系统热误差建模的难点之一,是使用少量的热关键点建立热误差的精确模型。文章以一台龙门铣床为研究对象,首先通过有限元法仿真分析了机床主轴系统的温度场、热应力、热模态和热变形,根据仿真结果在主轴系统上选择了3个热关键点;然后试验测量了热关键点的温度变化和主轴系统沿x、y、z向的热变形;最后通过多元线性回归模型建立了主轴系统的热误差模型。结果表明：x、y、z向热误差模型的拟合精度都超过95%,证明了文章主轴系统热关键点选择方法的正确性。     

套筒式铣头主轴系统热变形分析及解决措施？

本文就套筒式铣头主轴系统运转温升产生的热变形时主轴精度的影响进行了分析，并提出相应的解决措施，收到了良好的效果。     

基于FANUC 31i的主轴热变形补偿方法

主轴高速旋转时,主轴轴承内外环高速摩擦产生大量热量,这些热量使主轴轴向和空间姿态发生变化,产生热伸长、热倾斜和热漂移等形变,这些形变又引起刀具与工件相对位置发生变化,导致工件加工精度变差。采用五点测量法对这些形变量进行测量,生成主轴温升与热变形的误差曲线,再根据误差曲线编制数控系统可执行的C语言热补偿程序或PMC热补偿程序,数控系统根据温差变化自动更新外部机械原点偏移量,纠正刀具与工件的相对位置偏差,可有效减小主轴热变形引起的误差,提高工件加工精度。     

CK2120×6六主轴数控车床主轴鼓热变形有限元分析

介绍了温度场和热弹性力学的有限元理论,利用大型有限元分析软件ANSYS对主轴鼓进行了热一结构耦合分析,得出了主轴鼓的三维温度场分布和整体热变形量,对计算结果进行分析阐述,为机床的热误差补偿提供了依据.     

基于ANSYS的电主轴温度场仿真及分析

使用ANSYS对电主轴建立模型,并对其进行仿真.讨论各个热源、热扩散对电主轴温升的影响,并讨论了冷却液流量及压缩空气流量对电动机转子、前后轴承温升的影响,为控制电主轴发热提供了依据.     

基于ANSYS的加工中心电主轴静态性能分析

为了研究电主轴单元抵抗静态外载荷的能力及抗振性,以改善其在静态外载荷作用下的变形及自激振动,以高速卧式加工中心(THMS6340)的电主轴单元为研究对象,阐述了影响电主轴单元静态特性的主要设计参数,采用ANSYS有限元分析软件对电主轴单元进行了简化建模、静态性能分析,获得了电主轴单元的变形,并运用达朗伯原理得出其刚度,且经过分析比较、验证了该电主轴单元的刚度。这一电主轴单元的静态分析研究为其进一步的动态分析提供了必要的依据。     

基于ANSYS数控管螺纹车床主轴箱有限元分析

采用有限元软件ANSYS计算分析了专用数控管螺纹加工车床主轴箱的应力分布、变形、固有频率及振型。分析结果表面,专用数控管子床的主轴箱结构抵抗破坏的能力较大。通过分析主轴箱的固有频率和振型,对主轴箱结构的薄弱环节提出了改进方案。     

基于ANSYS的液性塑料心轴密封性有限元分析

介绍了对于在液性塑料心轴中存在的渗漏问题,对其密封性进行了相应的设计和有限元分析,从而使得液性塑料心轴的密封性能大为提高,其定位和夹紧压力达到预定要求,提高所夹紧零件的精度。     

基于接触热阻的主轴热特性有限元分析

在考虑了轴承、主轴和箱体接触区域的接触热阻影响的基础上,利用大型有限元分析软件ANSYS对某型号机床的主轴系统进行了温度场建模,并综合分析了整个系统的热态特性.论述了热源和边界条件等因素的计算方法,考虑了以往建模时较少考虑的接触热阻因素,对模型在有、无热阻两种情况下进行了分析、对比.对比结果表明,接触热阻对系统的影响是显著的,对于精密机床的研究,建模时不应忽略这一重要因素.     

基于ANSYS的采煤机驱动轮塑性变形力学分析

针对采煤机驱动轮在工作过程中易发生塑性变形这一现象,基于驱动轮所受载荷的力学模型,采用有限元分析软件ANSYS对其进行静力学和动力学分析。通过分析,找出了驱动轮塑性变形的原因,并提出解决方案,为驱动轮的设计制造提供依据,从而减少设计和试验成本,提高实际生产效率。     

基于ANSYS的高效永磁同步电机主轴静动态特性有限元分析

采用工程分析软件ANSYS对227TYZ-XF02B型高效永磁同步电机的主轴进行静动态特性分析,得出了电机主轴在电机极限工况下的应力应变云图,以及电机主轴的前5阶固有频率和振型,并计算出相应的主轴临界转速。分析结果说明了电机主轴的强度和扰度满足设计要求,并验证了电机主轴在工作过程中不会发生共振现象。     

基于ANSYS的CKS6125数控机床主轴的模态分析

建立CKS6125机床主轴的三维实体模型,基于ANSYS有限元分析,对CKS6125机床主轴进行了模态分析,得出了CKS6125机床主轴前五阶固有频率和振型。掌握CKS6125机床主轴各阶振动模态的特点,有利于CKS6125机床主轴结构的设计,对提高数控机床主轴的设计质量具有重要意义。     

基于ANSYS/PDS模块的高速电主轴刚度可靠性分析

为研究高速电主轴刚度可靠性问题,应用ANSYS软件将蒙特卡洛法与随机有限元法相结合对高速电主轴关键零部件进行了刚度可靠性分析.通过选择高速电主轴的多种设计参数作为随机输入变量,提出了一种高速电主轴刚度可靠性分析的步骤和方法,并得出了高速电主轴刚度的可靠度数值和各随机参数的灵敏度图、灵敏度数值;在此基础上,探究了各随机参...     

Compensation of machine tool thermal deformation in spindle axis direction based on decomposition method

One of the fundamental areas in high precision cutting is represented by the machine's thermal state monitoring. Understanding of this state gives significant information about the overall machine condition such as proper performance of cooling system as well as software compensation of machine's thermal deformation during manufacturing. This paper presents a method focused on compensation of machine's thermal deformation in spindle axis direction based on decomposition analysis. The machine decomposition is performed with the help of specially developed measuring frame, which is able to measure deformation of machine column, headstock, spindle and tool simultaneously. Compensation is than calculated as a sum of multinomial regression equations using temperature measurement. New placements of temperature measurement like spindle cooling liquid or workspace are used to improve the accuracy of this calculation. Decomposition process allows describing each machine part's thermal dynamic more precisely than the usual deformation curve usually used one deformation curve for the complete machine. The residual thermal deformation of the machine is considerably reduced with this cheap and effective strategy. The advantage is also in the simplicity of presented method which is clear and can be used also on older machines with slower control systems without strong computing power.