龙门铣镗加工中心 GMB250 主轴箱热分析及优化*

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龙门式铣镗加工中心GMB250在航空航天、汽车等高科技领域应用广泛，具有加工范围大、加工速度快、加工精度高及覆盖面广等优点，适合各类行业加工结构复杂的模具、板盘、箱体及凸轮等各类零件。在精密加工过程中，由机床热变形引起的制造误差占总制造误差的40%～70%。机床越精密，热误差的影响越大。主轴箱系统作为机床的基础大件，其热变形对于整机精度具有重要影响。因此，准确预测主轴箱系统温度场分布，减少其热变形误差，对提高机床精度具有重要意义。随着计算机技术的飞速发展，涌现了许多优秀的有限元工程软件，为有限元方法的应用提供了计算平台。主轴箱热分析过程中，应用Hypermesh软件建立主轴箱系统的网格模型，通过Ansysworkbench平台计算主轴箱系统的稳态与瞬态热特性，对比不同热源对主轴箱变形的影响比重，根据分析结果改善主轴箱系统热特性［1-5］。

1温度场数学模型对于主轴箱系统，箱体各点温度分布定义为温度场，其数学表达式为:T=f(x，y，z，t)

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结论

(1)主切削力Fz随着轴向切削深度和每齿进给量的增加而变大，而随着铣削速度和径向切削深度的增加而减小。每齿进给量和铣削速度对其影响较大。

(2)工件加工表面粗糙度随着每齿进给量、轴向切削深度的增加而增大，随铣削速度、径向切削深度的增加而减小。(3)PVD—TiAlN-TiN涂层刀具高速铣削AISI4340钢的适宜切削参数为:ap=0．2～0．4mm，fz=0．03～0．06mm/z，vc=350～450m/min，ae=3～4mm。

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