复合恒温构件热变形控制技术研究

研究了复合恒温构件在机床热变形控制中的应用,在分析相变热传导的基础上,研究了包含相变过程的二维传热特性,利用自适应变网格有限方法计算相变材料复合恒温构件机床立柱及主轴箱的温度场和热变形值,并将之与实测值比较,二者基本吻合。试验结果对精密数控机床热变形控制具有一定的参考价值。     

数控机床主轴-立柱系统热态特性分析与测试

针对数控机床主轴-立柱系统因受热变形而影响机床加工精度的问题,本文基于能量守恒定律建立了主轴-立柱系统耦合分析模型来获取其热态特性。该模型综合考虑了热源计算、传热系数计算、结构约束以及散热面放置情况等因素,并采用风速法来获取主轴与空气间的传热系数。为了验证主轴-立柱系统耦合分析模型的有效性,本文设计并搭建了数控机床热态特性试验平台,以具体数控机床为研究对象获得了其主轴-立柱系统的温度场分布、热变形以及热平衡时间等热态特性。试验结果表明:各测点数据中温度的最长绝对误差和最大相对误差分别为0.71℃,2.94%,出现在主轴体的测点处,热变形的绝对误差和相对误差分别为1.49μm,8.71%,采用风速法建立的主轴-立柱系统耦合分析模型所获得的热态特性与试验获得的结果基本一致。本文的研究成果为数控机床减少热误差,提高精度保持性提供了参考。     

基于ANSYS的主轴热变形建模与分析

以CX8075立式车铣复合加工中心主轴为研究对象,确立了热边界条件,计算了主轴的发热量,建立了主轴的三维数字化模型,利用有限元法研究了稳态温度场分布,得出了主轴的热变形,分析了主轴的热变形原因,奠定了主轴热变形加工误差补偿的理论基础.     

加工中心立柱系统热态特性分析模型与实验研究

在分析加工中心立柱系统主要热源、热汇和热流通路的基础上,根据热源热生成、热阻与热边界条件的经验公式,基于有限元方法建立了加工中心立柱系统热态特性分析模型对其热态性能进行辨识,获得其温度场和热变形,并利用热成像仪与热态特性分析仪通过实验标定机床的温度分布与热位移,修正热边界条件从而获得精度足够的热态特性分析模型,并通过温度控制策略优化加工中心立柱系统的热态性能提高机床的精度,为后续的误差补偿工作提供支撑。     

涡轮增压器密封环的温度场及热变形研究

概述了涡轮增压器密封环的工作条件，提出用有限元法计算涡轮增压器密封环的温度场及热变形，对影响密封环温度场和变形的各种因素进行了分析，为进一步研究密封环的变形影响和对增压器的整体结构优化设计起到了指导作用。     

环境温度波动对精密卧式加工中心基础件几何精度的影响

精密卧式加工中心不仅可以快速方便地完成复杂零件的加工,而且具有较高的加工精度。然而由于环境温度的波动变化,使得机床各部件尤其是床身、立柱等尺寸较大的基础件产生热变形,从而影响机床精度。针对以上问题,利用有限元方法对不同环境温度下床身和立柱的温度场和热变形进行了仿真分析,进而得到了环境温度波动幅值和周期对机床基础件几何精度的影响规律。研究结果表明,该影响规律可为恒温车间温度控制和机床热变形补偿提供一定的依据。     

高速电主轴热态特性仿真分析

在分析电主轴温度场理论的基础上,建立某高速磨床电主轴系统的有限元模型,计算了电主轴热特性分析的边界条件,利用有限元软件ANSYS Workbench分析其热态特性,得到了主轴系统的稳态温度场分布和热变形情况;同时分析计算了不同转速对主轴系统温升及热变形的影响.结果表明:主轴转速越高,相应主轴单元的温升变化及主轴热变形也越大.此分析为改善电主轴温度场分布及减小热变形提供了理论依据.     

基于热网络的中腰导轨移动式立柱热流强度的反求研究

以杭州机床集团有限公司生产的MKL7120数控成形磨床的中腰导轨移动式立柱为研究对象,根据立柱的结构特点构建立柱的热网络模型,通过实验测量立柱热稳态下特殊点处的温度值并结合所建的热网络模型反求出流入立柱的热流强度。利用仿真软件Multisim11,将反求结果作为已知的热流源代入所建立的热网络电路中,仿真得到热网络中所有节点的温度数据,并与实验数据进行对比,其误差小于2%,从而进一步验证了模型的正确性和合理性。利用该模型对主轴转速和磨头滑块移动速度进行了相关的特性分析,为进一步研究立柱瞬态温度场和热变形提供了重要的数据。     

高速高精度数控车床主轴系统的热特性分析

基于高速高精度数控车床主轴回转系统热特性设计要求，建立了高速主轴系统的温度场模型，并通过试验验证了模型的正确性。然后以该模型为基础计算分析了主轴部件的温度场分布和主轴热变形，从而为主轴部件的热设计奠定了基础。     

机械密封环的温度场及变形

用有限元法计算了机械密封环的温度场及热变形、力变形;绘出了密封环温度场的等温线及密封环的轮廊变化;分析了影响机械密封环温度场的各种因素;讨论了密封环的热变形、力变形与环的结构、材料及使用条件间的关系。     

立式加工中心整机热特性有限元分析

以高速CX系列立式车铣复合加工中心CX110100为研究对象,在SolidWorks中建立其三维实体模型,虚拟装配并进行简化处理,然后导入ANSYS Workbench中建立其接近于实际工况的三维有限元模型并设置接触面。分析计算整机各热源,确定热边界条件,而后加载至有限元模型进行整机热特性分析,并在求出的稳态温度场基础上进行热—结构耦合分析,计算出加工中心各部件在正常工作条件下的热变形,找出热变形规律,为进一步进行实验数据采集和热变形补偿提供理论依据。     

数控机床主轴系统热特性有限元分析

机床主轴系统的热变形是影响机床精度的主要因素,本文使用有限元法对数控螺纹磨床主轴系统建立了温度场模型并计算了温度分布,然后计算出系统的热变形。计算结果为主轴系统的进一步设计计算和热变形控制提供了基础。     

应用有限元法分析计算立车立柱的刚度

本文主要介绍采用作者研究的 《ＨＧＤ ８１Ａ机床大件有限元法计算程序》，计算了筋板、筋条、窗口布置形式对立车立柱刚度的影响，并对国内外几种同类型立车立柱的刚度进行了分析对比计算，提出了１．６米上车立柱刚度值的建议。     

相变材料复合恒温构件在MK7163平面磨床热变形控制中的应用

文中研究了相变材料复合恒温构件在MK7163平面磨床热变形控制技术中的应用,在分析相变传热的基础上,讨论了包含相变过程的二维传热特性,并推导了其传热过程的泛函表达式：利用有限元法计其复合相变材料恒温构件机床立柱及磨头箱体的温度场和热位移值,并将之与实测值比较,二者基本吻合。实验结果对热变形控制具有重要的参考价值。     

利用Zernike多项式分析超薄镜热变形

利用圆域上正交基-Zernike多项式拟合镜面温度场,将温度场转化为较有意义的模式,采用有限元方法进行了热变形的计算,其中针对空间大口径超薄镜面建立镜面模型,且暂不考虑重力,另外因超薄镜厚度很小,也不考虑轴向温度梯度的影响。通过计算利用Zernike多项式得到温度场产生的热变形,得到了不同温度模式产生的不同像差形式:即对于不同的温度场模式—温度整体变化(平移),一端凉且一端热(倾斜),中心与边缘温度不同(离焦热模式),以及像散热模式,彗差热模式,球差热模式导致的热变形分别主要表现为像差离焦,倾斜,离焦,倾斜,倾斜,球差。不同热模式在相同温差下产生的变形有数量级的差别,能够产生较大变形量的温度模式有离焦,彗差和球差,这意味着超薄镜对这些温度场比较敏感。计算和总结表明,利用Zernike多项式分解温度场,可以对热变形规律进行有效的分析,解决了镜面温度分布随时间变化使得热分析较为不准确的困难。     

转子热弯曲变形及其影响的数值分析方法

研究了转子热弯曲及其对振动影响的数值分析方法。采用三维有限元法计算轴的温度场及热弯曲变形，或采用一阶振型分配法估算轴的热弯曲变形，采用传递矩阵法计算热弯曲振动响应，计算结果与有关理论解吻合良好。这些方法在热弯曲试验器分析中得到了验证。本文提出的数值分析方法可以用于实际发动机转子热弯曲及其影响的分析     

精密滚珠丝杠磨削加工中热变形的计算分析

对精密滚珠丝杠磨削过程中形成的温度场进行理论分析和计算,给出了丝杠内部温度场的有限元计算方法,并对丝杠的热变形规律进行了分析总结。     

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.     

NC朵床恒温立柱模型的建立及热模态实验研究

利用相变材料固－液相变、液－固相变吸收或释放相变潜热而自身温度保持情怀定的特性,将其引入精密机床热位移控制领域,建立起精密机曙部件传热模型;研究了相变材料复合恒温构伯 床热变形控制技术中的应用,在分析相变传热的基础上,讨论了包含相变过程二维传热特性,并推导了其传热过程的涵函表达式;利用有限元法计算复合相变材料恒温构件机床立柱的温度场和热位移值,并将之与实测值比较,二者基本吻合,实验结果表明相变材料     

金属非稳定热成型三维温度场的有限元模拟

以型腔模铸造和热锻造拔长问题为例，阐述传热有限元在复杂的三维非稳定热成型模拟计算中的应用方法。采用空间单元划分和时间轴差分的方法，递推计算出瞬态温度场数值解。铸造冷凝问题以当量温度来控制结晶时的温度下降过程并反映液固转变的程度；锻造拔长问题则进行温度场和变形力能的交替遗传计算来模拟变形与传热之间的互相影响。