铣车复合加工中心电主轴热态特性的研究

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1、铣车复合加T中心电主轴热态特性研究摘要铣车复合加工集传统铣削与车削加工技术于一身，可显著提高机械加工效率、降低生产加工成本，是当今世界各国竞相发展的一项新兴技术。铣车复合加工中心的主轴单元均为高性能的电主轴系统。作为铣车复合加工中心的核心功能部件，电主轴单元的整体性能直接影响着铣车复合加工中心的整体性能。本课题电主轴结构紧凑，整体尺寸较小，安装与调试难度较大。电主轴系统的温升及热变形被认为是引起加工中心误差的诸多因素当中最为重要的一个，因此，对电主轴系统的热态特性进行研究，抑制温升、减少热变形，对于提高机床精度是至关重要的。本文详细介绍了铣车复合加工中心的背景意义及研究现状

2、，阐述了铣车复合加工中心诸多关键技术及影响铣车复合加工中心技术发展的诸多因素，介绍了电主轴单元内部热源的生热及传热机理，并以摩擦学、传热学为理论依据，对本课题电主轴单元发热量进行了详细计算，给出了电主轴各发热单元发热量与相关物理量的变化关系，同时分析论述了电主轴与冷却润滑系统之间的热量传递形式，计算了电主轴各种换热形式下的换热系数。分析了影响电主轴热态特性的相关因素。最后，本文利用有限元分析软件ANSYS分析模拟了电主轴温度场的分布特性，在温度场分析的基础上，本文建立了用于热位移分析的电主轴单元有限元模型，分析模拟了电主轴在内部热源作用下所产生的轴向、径向位移及总体变形情况

3、。本文还在结论部分提出了抑制电主轴温升、减小热变形的具体措施。关键词：铣车复合；电主轴；温度场；热变形IVAbstractTheMilling。TurningCompoundMachiningisapromisingtechnologyforincreasingproductivityandreducingproductioncostsdramatically．TherearesomanvCountriesaroundtheworldcompetingforthisnewtechnology．Undernormalcircumstances，theMilling。Turni

4、ngCompoundMachiningisequippedwithamotorizedspindle，thehigh—speedmotorizedspindle，asthecorecomponentofhigh。speedmachinetools，isstrategicallycriticaltotheReliabilityofMilling．TurningCompoundMachining．Becauseofthecompactstructureandsmallsize，installationanddebuggingofthemotorizedspindle．in．th

5、ispaperisverydifficult．AmongthemanySOurcesofMilling-TurningCompoundmachiningerrors，temperatureriseandthe衄a1deformationaretraditionallyknownaskeycontributors．Sothat，analyzingthethermalcharacteristicsofthemotorizedspindle，Inhibitionitstemperatureriseandthennaldeformationhasbenefitstotherotat

6、ionaccuracyoftheMilling．TurningCompoundmachining．Inthispaper，itismainlyfocusnotonlyonaspectssuchasthebenefitsofMilling。TurningCompoundmachining，heatgenerationandcalculation，heattransferboundaryconditions’analysisandcalculation，butalsoonreasonswhicharestrategicallycriticaltotheimplementatio

7、nofMilling-TurningCompoundmaehining．Byusingthetribologytheoryandrelatedexpressions，theheatgeneratebyheatsourcesarecalculated，andtherelationshipbetweenthevaluesanditscausesarerevealed．Inordertoanalyzethethermalcharacteristic，thefiniteelementmethodisusedtobuildt