卧式加工中心主轴热变形数值计算

卧式加工中心因具有加工精度高、柔性好等特点，被广泛用于矿用挖掘机、矿用运输车等采矿装备的零件加工，其热态特性直接影响到机械零件的加工精度，进而影响矿山机械的性能。

对某型卧式数控车床进行了热瞬态仿真，提取若干关键节点的温度变化数据，并做了进一步探究；考虑几个特殊结合面的热阻对热变形的影响，并通过数字仿真验证了热阻模型；在电主轴热力耦合模型基础上建立了热参数与误差的回归模型，通过试验验证该方法的可靠性；以加工中心电主轴热源的发热原理作为切入点，对主轴温升给系统热动态特性带来的影响进行了深入探究，并提出了改进建议；通过对电主轴进行一维传热分析的方法，发现主轴温升与热变形并不能达到一种绝对的稳态，而是动态变化的。通过 FEA 的方法来模拟主要内部热源轴承、电机以及皮带的对机床热变形的影响；S. M. Kim 等人[7]提出了一种预测主轴轴承系统热弹性变化的仿真方法，并最终得到了考虑热参数的主轴箱设计优化参数。

笔者以某型卧式加工中心的主轴系统为研究对象，对卧式加工中心主轴系统进行热稳态分析和热结构耦合分析，探究主轴温升的情况与规律，同时探究主轴热变形情况，为卧式加工中心优化和改进提供参考和依据。

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结语

通过对主轴系统热源、热边界条件的分析和计算，并对主轴系统进行了热稳态分析和热结构耦合分析。根据分析结果，主轴系统的前轴承发热量比较大，可以考虑适当增大油气润滑的进气量，并适当增大冷却液的流量或者增大冷却套的冷却槽横截面积，以达到更好的冷却效果。主轴系统会随温升产生热变形，尤其是主轴前端的热变形会直接影响装夹刀具时刀具在轴向和法向的相对位置，从而引起加工误差。

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