基于ANSYS Workbench的树脂混凝土机床床身热变形分析优化.pdf

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1、2015年2月机床与液压Feb．2015第43卷第3期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．03．046基于ANSYSWorkbench的树脂混凝土机床床身热变形分析优化梁秀霞，陈瑶，邱爽(1．河北工业大学控制科学与工程学院，天津300019；2．天津大学教育部陶瓷重点实验室，天津300072)．摘要：树脂混凝土一般具有较好的力学性能，优秀的热稳定性和优异的吸振性，为了探究树脂混凝土的热稳定性，充分利用虚拟仿真技术和P0／E与ANSYSWorkbench协同仿真方案，建立了某超精密加工中心床身的实体模

2、型。通过对树脂混凝土材质以及传统铸铁材质的床身热变形结果的分析。找到了影响机床床身热变形的主要因素，并对机床材料和约束进行优化。结果证明优化后的机床床身具有很好的热稳定性。为提高超精密加工中心的热稳定性能提供有用的理论依据。关键词：树脂混凝土；热稳定性；超精密加工；热分析中图分类号：TG5文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)3—175—4AnalysisandOptimizationofThermalDeformationofResinConcreteMachineToolBedBasedonANSYSWorkbenchLIANGXiuxia，CHENYao。，QIUShua

3、ng(1．SchoolofcontrolscienceandEngineering，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300019，China；2．KeyLaboratoryofAdvancedCeramicsandMachiningTechnology，MinistryofEducation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Resinconcretegenerallyhasgoodmechanicalproperties，excellentthermalstabilityandgreatvibr

4、ationresistance．Themodeloftheultra—precisionmachiningcenterbedwasestablishedin0rdertostudythethermalstabilityoftheresinconcretebyfullyusingvirtualrealityandcollaborativesimulationschemebasedonPro／EandANSYSWorkbench．Themainfactorsthataffectedthethermaldeformationofmachinetoolbedwerefoundthroughanalyz

5、ingthethermaldeformationresuhsoftraditionalcastironmaterialandresinconcrete．Moreoverthematerialsofmachinetoolandrestrainconditionswereoptimized．Theresultsprovethattheoptimizedmachinetoolbedhasgoodthermalstability，andtheoreticalbasisisprovidedtoimprovethethermalstabilityoftheultra—precisionma—chining

6、centers．Keywords：Resinconcrete；Thermalstability；Ultra—precisionmachining；Thermalanalysis0前言的床身作为机床整体的一个重要基础承载件．对加工近一个多世纪以来，随着现代制造产业的飞速发中心工作台以及主轴箱等加工中心关键部件起着支撑展，精密及超精密加工越来越广泛的得到应用，使得作用，它的热稳定性好坏直接关系着精密加工的加工机械精度及其相应的测量技术精度、仪器精度大幅提精度以及表面质量。高，已经逐步进入微米、纳米级精度水平。机械加工树脂混凝土，又称为聚合物混凝土，一般是由反的精密水平和质量一定程度上代表着一个国家

7、制造领应树脂与天然矿物石料经一定条件下混合而成J。与域的尖端技术能力。也是当今世界各国进行科技乃至传统铸铁材料相比．树脂混凝土具有更好的热稳定军备竞争中衡量孰强孰弱的重要标准。这就要求超精性，对短时的温度变化不敏感以及生产周期短、抗腐密加工机床具有极好的热稳定性、极高的精度和优异蚀等一系列优点。特别是采用多级骨料级配时，不仅的动静态稳定性，故而传统的钢体或铸铁机床床身已机械性能有了显著提升，热学性