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基于ANSYS的高速机床电主轴系统的热态特性研究.pdf

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基于ANSYS的高速机床电主轴系统的热态特性研究.pdf

上传人:qujim2013 2013/6/30 文件大小:0 KB

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基于ANSYS的高速机床电主轴系统的热态特性研究.pdf

文档介绍

文档介绍:合肥工业大学
硕士学位论文
基于ANSYS的高速机床电主轴系统的热态特性研究
姓名:燕相松
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:韩江
2011-05
基于 ANSYS 的高速机床电主轴系统的热态特性研究

摘要

高速切削加工是一种比常规切削速度高出5~10倍的速度来进行切削加工的一种
先进工艺,是现代四大先进制造技术之一。高速机床不仅是实现高速加工的前提条件,
并且高速电主轴单元还是高速机床的心脏部件,电主轴单元采用了中置式电机(或后
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
度和精度都很高,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,以减小温升和热变形,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。

关键词: ANSYS;高速电主轴;应用研究;热变形;


















4
Based on ANSYS high-speed electro-spindle system
of hot modal research

Abstract

The high-speed machining is a higher than conventional cutting speed the speed of 5 ~
10 times to cutting a modern advanced craft, is one of the four advanced manufacturing
technology. High speed machine tool is not only the premise condition to realize high speed
processing, and high-speed electric spindle unit or high-speed machine heart parts, electric
spindle unit used in motor (or buy type rear type motor), realized the zero transmission
machine. In high-speed cutting tools, as spindle unit system the parts stiffness and accuracy
are high, and load but not very big, spindle caused by cutting force processing error is
smaller. But the buy type motor power loss of fever and bearing, friction fever cannot be
ignored in the high-speed machining CLP spindle thermal deformation has e the
main factors influencing processing precision machine processing error caused by thermal
deformation processing error to parts of the total 60 ~ 80%. The high-speed electric spindle
of one-dimenion thermal characteristics are analyzed in order to decrease the temperature
rise and thermal deformation, is the main content of this study, this article first analyzes the
stress, bearing bearing contact deformation and