基于接觸熱阻的高速精密壓力機(jī)熱特性研究.pdf

1、高速壓力機(jī)作為“少無切削類”高效工作母機(jī)，是我國最重要的工業(yè)基礎(chǔ)裝備之一。隨著精密加工的廣泛的應(yīng)用，人們對(duì)高速壓力機(jī)的加工精度的要求日益提高。隨著高速壓力機(jī)加工速度的不斷提高，由熱變形引起的誤差占總誤差的比例越來越顯著。這直接導(dǎo)致壓力機(jī)加工的工件精度和質(zhì)量下降，已經(jīng)成為制約進(jìn)一步提高其精度和轉(zhuǎn)速的主要因素之一。本文以VH-16型高速精密壓力機(jī)為研究對(duì)象，采用有限元分析和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，對(duì)其曲軸和連桿的熱特性進(jìn)行了深入研究，并對(duì)壓力

2、機(jī)下死點(diǎn)位置的熱誤差進(jìn)行建模。論文的主要工作成果如下:
　　首先，對(duì)壓力機(jī)的曲軸進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。考慮軸承等效剛度和接觸熱阻的影響，對(duì)曲軸的有限元模型進(jìn)行修正。采用瞬態(tài)熱分析求解曲軸的溫度場分布，并以此作為邊界條件建立其熱-力耦合模型，分析由溫升引起的曲軸相應(yīng)的熱變形。利用渦流傳感器測量曲軸不同點(diǎn)的徑向變形，將兩種模型的熱變形分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果做比較，結(jié)果表明:修正后的曲軸有限元熱模型具有更高的精度，熱變形的誤差由14％降低到2

3、.4％。
　　其次，將壓力機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)簡化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析?？紤]接觸熱阻這一邊界條件的影響，對(duì)比修正前后連桿的有限元模型的熱特性。分別對(duì)連桿的溫度場分布和熱變形進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，結(jié)果發(fā)現(xiàn):修正后的連桿有限元模型更接近實(shí)際工況下的連桿熱特性，由此可證明考慮接觸熱阻這一邊界條件的連桿有限元模型是合理的。
　　最后，根據(jù)壓力機(jī)整機(jī)溫度場的分布，選取一些熱敏感點(diǎn)，并采集測點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化的過程和下死點(diǎn)位置隨時(shí)間變化的數(shù)