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机床热态分析方法
来源:www.zjcmachine.com 发布时间:2019/11/19 11:55:17
机床热态分析方法

   机床受温度影响发生热变形而产生的误差为热误差。在各种类型的误差中,热误差可占机床误差的40%~70%,是影响机床加工精度的主要因素。而机床主轴的热误差直接反映在机床加工零件的质量上。目前,针对热态特性,可以采用以下两种方法对数控机床主轴进行热态分析。

  (1)有限元分析法:使用有限元法对滑枕进行热变形分析,建立滑枕模型。对滑枕的外部热源和内部热源等参数进行计算,和滑枕有限元分析后的模型组建热误差模型,仿真分析出滑枕内部温度分布情况,得到滑枕内部的热变形误差。

  (2)测量法:该方法是在滑枕内部安装温度传感器,直接测量数控机床主轴在工作时的温度情况,使用激光位移传感器对主轴的热伸长情况进行测量,最后对温度和热变形进行分析。
机床
   有限元分析法可深入分析滑枕内部热源及周围环境影响下的热态特性,能对主轴的热变形有简单直观的认识。但对机床的影响因素很多,不能把所有的因素全部参数化,所以通常造成数值仿真结果与实际存在一定程度的偏差,这样影响热误差补偿的精确度。

   测量法则可直接测量机床的温度和位移情况,但是由于传感器无法布置到机床各个点,无法得到整个机床的温度和热变形数据,而且试验时间较长。由于每台机床的装配精度、轴承与滑枕的间隙、轴承的发热量以及外界温度等都不可能完全一致,导致每台机床在出厂前都需要进行测量,而且在厂家安装后的环境和在装配现场的环境也存在差异,导致在装配现场的数据不能适用于用户的使用环境,安装后仍需重新进行热误差补偿。有限元分析法和直接测量法在获得数控机床热态特性过程中都存在利与弊,但是这两种方法相辅相成,具有较强的互补性,因此在生产过程中会结合这两种方法使用。
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