環(huán)境溫度及工況對重型機床熱特性影響的實驗研究.pdf

1、重型機床是國防軍工、航空航天和交通運輸?shù)戎еa(chǎn)業(yè)的重要數(shù)控裝備之一。由于自身和工件龐大、負載變化大、行程大等特點,重型機床更容易受到環(huán)境及工況等因素的影響,在運行過程中主軸容易產(chǎn)生較大熱誤差,降低機床的加工精度。因此,本文以重型龍門銑床為研究對象,圍繞“環(huán)境溫度及工況對重型機床熱特性影響規(guī)律”展開系統(tǒng)深入的研究,設(shè)計了實驗方案,通過對環(huán)境溫度和不同工況下的熱特性實驗分析,建立多元線性熱誤差預(yù)測模型,并對模型溫度變量個數(shù)進行優(yōu)化,最后基于

2、西門子840D數(shù)控系統(tǒng)嵌入熱補償模型,在龍門銑床XHC5735上實現(xiàn)了補償應(yīng)用。本文主要內(nèi)容如下:
　　首先,基于機床熱特性的基本理論及重型機床的結(jié)構(gòu)特點,分析了主軸熱變形的不同變形趨勢,以及需要對環(huán)境溫度和工況因素進行重點研究。
　　其次,采用垂直方向和水平方向布點的方法測量重型機床溫度場的分布,同時采用五點法測量冷機下主軸終端熱變形,分析空間環(huán)境溫度在垂直方向和水平方向的分布規(guī)律以及其對主軸終端熱變形的影響。
　　

3、然后,采用五點法測量主軸終端熱變形的方法,分別通過油膜厚度變化、不同主軸轉(zhuǎn)速和橫梁位置變化等三個工況因素對主軸終端熱變形的影響進行實驗研究,排除油膜厚度變化對主軸熱變形的影響,同時證明主軸轉(zhuǎn)速變化和橫梁位置變化對主軸終端各個方向熱變形的影響較大。
　　最后,在上述研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)熱關(guān)鍵點選擇原則進行溫度測點優(yōu)化選擇,基于多元線性回歸理論建模,對熱誤差模型變量個數(shù)進行優(yōu)化,確定了基于滑枕和環(huán)境兩個最優(yōu)溫度測點的熱誤差模型。并且,基