數(shù)控動力刀架熱特性建模與分析.pdf

1、本論文是在“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”科技重大專項——Y軸全功能數(shù)控動力刀架項目(2009ZX04011-053)的支持下進行的。主要工作是運用有限元方法對刀架整體進行熱特性研究，計算出刀架溫度場總體分布及熱變形情況，找出影響工作性能主要發(fā)熱源，提出合理的結(jié)構(gòu)改進方案。本論文研究的主要內(nèi)容包括：
　　 1．對樣機HLT100D-12T進行測試，得出所需試驗點的溫度值，找出數(shù)控動力刀架的主要產(chǎn)熱源，根據(jù)原有二維CAD圖紙，運用S

2、OLIDWORKS建立三維實體模型；根據(jù)樣機結(jié)構(gòu)特點，并依據(jù)本論文課題研究目的，對模型進行適當?shù)暮喕?，建立Y軸數(shù)控動力刀架有限元熱模型。
　　 2．基于傳熱學理論、熱變形理論及有限元理論建立樣機有限元模型，運用有限元軟件和傳熱學知識，依據(jù)材料熱力學相關屬性，添加邊界條件和熱源，從而求解整個刀架模型的溫度場和熱變形。
　　 3．根據(jù)對樣機的結(jié)構(gòu)分析、實驗及仿真，發(fā)現(xiàn)離合器部位溫度過高，導致了部分零件燒壞及漏油等故障。根據(jù)動

3、力刀架離合器的工作原理，改變離合器結(jié)構(gòu)，由滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，結(jié)果顯示溫升有所降低，總體起到了很好的效果。
　　 4．利用EMC-TH9100紅外線熱成像儀測出主軸電機4800r/min時的刀架外表面溫度分布，實驗和仿真結(jié)果對比，提出結(jié)構(gòu)改進和優(yōu)化方案，重新建立改進結(jié)構(gòu)熱模型，并進行溫度場及其熱-結(jié)構(gòu)耦合，得出刀架總體熱變形。
　　 5．提出了合適的冷卻循環(huán)系統(tǒng)改進方案，仿真結(jié)果顯示，整機的熱態(tài)特性得到了更大的提高，