應用有限元法建立兩類機床有限元模型對其熱特性進行分析與結構優(yōu)化設計畢業(yè)論文(草稿版)-wenkub
2023-05-25 11:17:27 本頁面
【正文】 度，或者控制溫度來滿足加工精度要求；第二種是誤差補償技術，人為地造出 一種新的誤差去抵消當前成為問題的原始誤差，是一種既有效又經濟的提高機床加工精度的手段。 20 世紀 60－ 70 年代，北京機床研究所，上海機床廠等單位對熱變形做了大量的研究工作，浙江大學等院校、科研單位對機床熱態(tài)幾何精度超差問題進行了攻關。美國相關機構 在上世紀 70 年代進行了高速切削實驗，結果表明：切削力下降，表面質量提高，加工效率提高 3倍左右。 在近 20年來，特別是 90年代以來，隨著商品經濟的發(fā)展，市場競爭越來越激烈，數控 切削技術應運 而生。因此，本論文應用有限元法建立兩類機床有限元模型，對其熱特性進行分析與結構優(yōu)化設計，以提高高速精密數控的加工精度。因此，減少機床的熱變形就成為提高機械加工精度的重要手段。 提高國家的整體水平。尤其是在當代， 機床工業(yè)是國家基礎工業(yè)的基礎，它直接影響到國家各個工業(yè)部門的裝備自動化水平，勞動生產率的提高和國防現代化的實現。 2. 在分析機床主軸內部熱源的基礎上，建立機床主軸溫度場的有限元分析模型。機械加工精度的提高也是產品質量控制的重要環(huán)節(jié)，隨著數控車床的廣泛的應用 ，對車床主軸的性能要求日益提高。其中， 機床主軸系統(tǒng)的熱變形是影響機床加工精度的主要原因之一，因此機床主軸系統(tǒng)的熱設計在機床設計中占據重要地位，國內外在該領域的研究雖然取得較大進展，但理論和工程應用的廣度和深度還不夠。基于有限元對機床主軸溫度進行了詳細的分析，為 CK1416 數控機床主軸的熱變形奠定了基礎。 隨著生產和科技的迅速發(fā)展，機床向高速，高效，高精度和自動化的方向發(fā)展。 隨著加工零件 精度要求的提高和產品產量的迅速增長，要求機床產品不斷向高精度、高剛度、高速度 ，自動化的 方向發(fā)展， 所以因此 對機床動態(tài)性能的要求也越來越高， 在這眾多因素中， 機床的熱性能 表現的越來越重要，它已成為影響數控 機床性能的主要因素之一。機床在工作過程中，在各種熱源的作用下， 形成的 溫度場， 導致加工部位 發(fā)生不同程度的熱變形，影響工件與刀具間的相對位移造成加工誤差。 國內外研究現狀 國際上對機床熱變形的理論研究始于 20 世紀 60 年代 ,陸續(xù)發(fā)表了一些有關機床熱變形理論方面的文章。隨著數控加工機理、數控主軸單元、高加（減）直線進給電機及高性能控制系統(tǒng)等關鍵技術的發(fā)展，為數控加工技術在制造領域的成功應用提供了基本條件。其它西方發(fā)達國家也在高速加工技術方面做了許多工作，尤其德國，在高速數控加工機床、刀具、控制系統(tǒng)及相關技術方面，均走在世界的前列。此后，許多學者在熱變形方面做過較深入的研究 ，如清華大學的高賽、曾理江等人提出使用三路單光束干涉儀對機床主軸熱誤差進行非接觸式的實時測量，實驗結 果表明，該方法快速、準確，測量誤差可達到 m[10]。本文采用誤差預防法對機床主軸系統(tǒng)進行結構優(yōu)化，使其散熱特性好，提高其加工精度?；谟邢拊獙C床主軸溫度進行了詳細的分析，為CK1416 數控機床主軸的熱變形奠定了基礎。 Pro/Engineer 軟件以參數化著稱，是參數化技術的最早應用者，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位， Pro/Engineer 作為當今世界機械 CAD/CAE/CAM 領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣。 Pro/E 的基于特征方式，能夠將設計至生產全過程集成到一起，實現并行工程設計。 2． 基于 特征建模 Pro/E 是基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設計人員采用具有智能特性的基特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。換言之，在整個設計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應在整個設計過程的相關環(huán)節(jié)上。 CK1416 數控車床主軸 3D 建模 CK1416 數控車床主軸的熱特性有限元分析 一． ProE 和 ANSYS 簡介 ANSYS 有限元 軟件 包是一個多用途的有限元法計算機設計程序，可以用來求解結構、流體、電力、電磁場及碰撞等問題。 現主要就 ANSYS 熱分析進行討論： 熱分析一般是單獨進行的，其后往往還要進行結構分析，計算由于熱膨脹或收縮不均勻引起的應力。 （ 4） 熱對流，是熱傳遞的一種方式，當存在流體，氣體和溫度時發(fā)生。 2 三種基本熱傳遞方式 1） 熱傳導 當物體內部存在溫差，即存在溫度梯度時，熱量從物體的高溫部分傳遞到低溫部分；而且不同溫度的物體相互接觸時熱量會從高溫物體傳遞到低溫物體。 2）對流 熱對流是指固體的表面與它周圍接觸的流體之間，由于溫差的存在而引起的熱量交換。熱對流用牛頓冷卻方程來描述： )(39。物體
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