高速高精数控车床进给系统热态特性研究.pdfVIP

2012年 2月 机床与液压 Feb．2012 第40卷第3期 MACHINETO0L＆ HYDRAULICS Vo1．40No．3 D0I：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．03．O11 高速高精数控车床进给系统热态特性研究 ‘ 刘乐平 ，马元 ，钟名东 (华东交通大学载运工具与装备省部共建教育部重点实验室，江西南昌330013) 摘要：以C_~CK200A型数控车床的=轴滚珠丝杠进给系统为研究对象，利用ANSYS软件建立其二维轴对称有限元模 型，对其进行热态特性分析 ，并以求得的温度场为依据进行热一结构耦合分析，计算出丝杠轴的热变形，为数控车床的研 发提供依据。 关键词 ：滚珠丝杠；进给系统 ；有限元法；热 一结构耦合分析 ；热态特性 中圈分类号 ：TH132．1 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2012)3—036—4 ResearchonThermalCharacteristiesforFeeding SystemofHiglIs·peed＆lIigh-precisionCNCLathe LIU Leping，MAYuan，ZHONG Mingdong (KeyLaboratoryofMinistryofEducationforConveyanceandEquipment． EastChinaJiaotongUniversity，NanchangJiangxi33oo13，China) Abstract：Thermalcharacteristicsoffeedsystem forGSCK200A typeCNClathewereresearchedbyfiniteelementanalysissoft- wraeANSYS．Theaxisymmetriefiniteelementmodelof：-directionfeedsystemwasestablished，andhtemr al-structuralcouplednaaly- siswascarriedoutbasedonhteresultsofsteady-statetemperaturefield．Moreover，themral deformationofballSCreWWas solvedex． acfly．Soitprovideshteoretical referenceofrfuture researchanddevelopmentofhish-speed＆hiSh-precisionCNClahte． Keywords：BallSCreW；Feedsystem；Finiteelementnaalysis；Themral·structuralcoupledanalysi8；Themralcharacteristics 数控车床的高速化，不仅要求主轴转速不断提 量为 ： 高，而且要求进给速度也越来越快。滚珠丝杠螺母副 Q=Mn (1) 的高速化旋转，必将产生大量的摩擦热，而滚珠丝杠 温升引起的热变形通常是进给系统定位误差的主要组 式中：Q为滚动轴承的发热量，w；n为轴承的转 成部分…。因此，作为数控车床关键部件之一的滚珠 速，r／min；M为摩擦力矩 ，N·ISlS。轴承总摩擦力矩 丝杠进给系统的热态特性分析与热误差控制，对提高 分为与轴承载荷无关的 和与轴承载荷有关的 ， 和保证机床加工精度至关重要，是高速高精数控车床 两部分 ，即： 必须考虑的关键技术之一 。 M=Mo+Ml (2) 1 滚珠丝杠进给系统热源分析