基于接触热阻的机床热特性研究.pdf

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1、第10期组合机床与自动化加工技术NO．102013年10月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueoct．2013文章编号：1001—2265(2013)10—0001—06基于接触热阻的机床热特性研究木马雅丽，李少龙，申会鹏(大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024)摘要：考虑机床结合面接触热阻利用有限单元法对机床整机热特性进行了深入研究。以立式加工中心整机为研究对象，建立了机床热边界条件，并对机床整机模型在有、无接触热阻两种情况下的温度场分析结果进行比较，论证了接触热阻对整机温度场分布的重要性。基于机床工作空间的形

2、成，选定了机床整机典型位置工况，利用典型位置工况下的整机温度场分析结果，并通过热结构耦合分析方法对整机进行热变形分析。引用国家机床几何精度检验标准中的线性偏差与角度偏差评价机床整机热变形规律，结果表明机床沿z坐标方向的热变形较大，故需对该向零部件结构或参数予以着重优化改进。关键词：机床；接触热阻；有限单元法；温度场；热变形中图分类号：TH16；TG502．15文献标识码：AResearchonThermalPropertyoftheMachineToolBasedonThermalContactResistanceMAYa-li，LIShao-long，SHENHui-peng(Sc

3、hoolofMechanicalEngineering，DalianUniversityofTechnology，DalianLiaoning116024，China)Abstract：Takingthermalcontactresistanceofjointsurfaceintoconsideration，thethermalpropertyofmachinetoolwasstudiedusingFiniteElementMethodinthispaper．Thethermalboundaryconditionsofaverticalmachiningcenterwereestab

4、lished．Thenthetemperaturefielddistributionofmachinetoolwasalsoanalyzedandcomparedwithorwithoutthermalcontactresistance．Theresultsindicatethatthermalcontactresistancehasanimportantinfluenceonthetemperaturefielddistributionofcompletemachine．Thetypicalconditionpositionsweredeterminedbasedontheform

5、ationofworkingspaceofmachinetoo1．Thethermaldeformationsofmachinetoolwereresearchedaccordingtothetemperaturefielddistri—butionresultsoftypicalconditionpositionsbythethermal—structurecouplinganalysismethod．LinearandangulardeviationsofGeometricTestCodeforMachineToolsofChinawerecitedtoassessthether

6、maldeformationlawofcompletemachine．TheresultsshowthatthethermaldeformationofmachinetoolofZcoordinatedirectionwaslargerthantheothertwodirections．Andthestructureorparametersofma—chinetoolelementsofthisdirectionshouldbeoptimizedandimprovedparticularly．Keywords：machinetool；thermalcontactresistance；

7、finiteelementmethod；temperaturefield；thermaldefbrmation边界条件的建立、机床结合面热传导特性以及整机0引言构成等因素。为此，国内外学者进行了相关研究。高速和高精机床的迅猛发展，对机床的静态性JerzyJedrzejewski等人使用有限元法分析了机床能、动态性能和热特性提出了更高的要求，特别是机温度场及热变形，同时对机床结构及参数进行了优床的热特性尤为突出。研究表明，机床热变形引起化，减小了由机床热变形