铣削加工中心主轴组件热特性的研究

【摘要】： 本文在充分了解和深入分析国内外数控机床主轴热特性与误差补偿技术研究和应用现状的基础上,通过详细的理论分析,针对铣削加工中心主轴组件热特性的研究中的关键技术(温度测点优化布置)提出了新的思路和方法。论文分为五章。 首先,综合论述了数控机床热特性研究和误差补偿的重要意义,国内外数控机床热特性研究和误差补偿研究、应用的历史和现状;介绍了本论文的主要研究内容。 其次,介绍了热学的基础知识和机床动态过程基本概念,研究了温度传感器在机床主轴上的优化布置理论;对于主轴上的温度传感器的一维优化布点,通过热动态过程的理论分析、研究及仿真运算给出最佳布置位置;对于机床上温度传感器的多维优化布置,探讨了几种布置方法。 再次,根据铣削加工中心的热特性,设计了一套能够实时检测机床温度和热变形的温度采集装置和数据处理系统。 最后,基于有限元法计算温度场问题的基本理论,建立了铣削加工中心主轴系统三维的温度场有限元模型,对主轴系统主要组件进行了详细的热特性分析;并比较了误差补偿系统各控制方式的优劣,通过比较,得出采用半闭环前反馈补偿控制系统最符合实际情况。 论文成果为机床生产厂家主轴热特性检测提供了理论依据和可行的方法。