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学兔兔
第48卷第2l期 机 械 工 程 学 报 Vb1．48 No．21
2012年 11月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING NOV． 20l2
DoI：10．3901／JM ．2012．21．149
龙门数控机床主轴热误差及其改善措施木
仇 健 刘春时 刘启伟 林剑峰
(沈阳机床(集团)有限责任公司高档数控机床国家重点实验室 沈阳 110142)
摘要：依据 ISO和ASME标准建立龙门数控(Numericalcontrol，NC)机床热误差测试条件，通过主轴恒转速和变转速热误差
试验分析主轴箱温度场分布及其对主轴热误差的影响趋势。建立龙门机床误差元素模型，分析影响机床各坐标轴加工精度的
主轴热误差分量。研究发现，主轴热误差和主轴箱温度存在单调对应关系，温度对主轴轴向的热伸长误差的影响要远大于主
轴径向的热漂移误差，但温度变化相对各坐标变形存在热延迟和热惯性等特性。对主轴径向精度影响最大的热误差分量是由
机床生热产生的同方向的偏移误差和与之垂直的偏转误差；对轴向精度影响最大的则是轴向的偏移误差。针对热误差特点和
分布规律，提出结构优化、热平衡、误差补偿建模等3种减小热误差的措施，并对其各 自优点进行了分析。
关键词：主轴热误差 温度场 热平衡 误差补偿建模
中图分类号：TG531 TH161
ThermalErrorsofPlanerTypeNCM achine
ToolsandItsImprovementM easures
QIUJian LIUChunshi LIUQiweiLINJianfeng
(StateKeyLaboratoryofHighGradeNCMachineTools，ShenyangMachineTool(Group)
Co．，Ltd．，Shenyang110142)
Abstract：AccordingtoISOandASMEstandard，athermalerrorstestingsystemforplnaertypenmu ericalcontrol(NC)machinetoolis
builtup．Thedistributionofspindleboxhtermalfieldanditsinfluenceonspnidlehtermalerrorsareanalyzedthroughconstantandvary
rotationspeedtestnig．A thermalerrorelementsmodelisbuilt，nadhteinfluenceofmainspnidlehtemr alerrorsonmachiningaccuracyis
analyzed．Itisofundhtathtereisfiatcorrespondingrelationbetweenspindlehtermalerrorsandtemperature，nadhteinfluneceofspindle
htermalexpansioninaxialdirectionisfargreaterhtna defomr ationniradialdirection．Butcomparetospindledefomr ation，htevariation
oftemperaturetakeonhtecharacteristicsofhtemr al delaynadhtermalinertia．Themaximum influenceonradialerrorsofspnidleis
htermaldrifterrorinhtesarfleradiald~ecfionandhtemr altiltinitsverticalradialdimction．Andhtemxaimum influenceonaxialerrors
ofspind
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