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《广东工业大学》 2004年
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高速电主轴热变形的有限元分析

范梦吾  
【摘要】: 超高速加工是一种以比常规切削速度高5~10倍的速度进行切削加工的先进工艺,是当代四大先进制造技术之一。高速机床是实现高速加工的前提条件。而高速电主轴单元则是高速机床的心脏部件。电主轴采用了中置式电机,实现了机床的“零传动”。在高速切削机床中,由于主轴单元系统各零件刚度和精度都较高,而负荷却不是很大,主轴因切削力引起的加工误差较小。但中置式电机的功率损耗发热和轴承的摩擦发热不可忽视,在高速加工中,电主轴的热变形已成为影响机床加工精度的主要因素,机床热变形造成的加工误差达到零件总加工误差的60~80%。对高速电主轴的热态特性进行分析,以减少温升和热变形,是本文研究的主要内容。本文首先分析了轴承的受力,轴承的接触变形和接触应力,然后在此基础上建立了高速电主轴有限元模型,用大型有限元软件ANSYS分析了电主轴的温度场分布、轴承的应力变化和主轴的热变形规律,讨论了实际工况的变化对主轴应力、热变形的影响,最后对电机中置式和电机后置式两种结构主轴的热态特性进行了比较。
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG506

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