0 引言
大多數(shù)的航空零件依賴(lài)數(shù)控加工完成,高難度、高精度的零件的完成一直是數(shù)控技術(shù)和新型數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主要原動(dòng)力[1]。作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零件 - 機(jī)匣,其高精度的要求對(duì)加工中心的要求更加苛刻。機(jī)床在正常工作時(shí),其主軸、絲杠副、軸承等處產(chǎn)生大量的摩擦熱[2]。并通過(guò)熱傳導(dǎo)、熱輻射等方式傳給機(jī)床的各個(gè)部件將在整個(gè)機(jī)床形成一個(gè)復(fù)雜多變的溫度場(chǎng)。由于零件材料、結(jié)構(gòu)的不一致,引起整機(jī)的不均勻熱變形,這樣造成主軸、工作臺(tái)、刀具等部件發(fā)生一定的相對(duì)位移,從而影響加工精度[3]。研究表明,在精密加工中,熱變形引起的加工誤差占到總誤差 40% ~70%[4]。熱結(jié)構(gòu)的研究就是在機(jī)床設(shè)計(jì)階段排除機(jī)床由熱產(chǎn)生的熱變形而影響的加工精度。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)加工中心熱分析以及熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量的研究與應(yīng)用,還有做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)的研究。OKAFOR 等[5]建立了某三軸立式加工中心的體積誤差模型,經(jīng)濟(jì)有效地對(duì)機(jī)床的幾何誤差和熱誤差實(shí)施了誤差補(bǔ)償; 鄭州大學(xué)的李杰[6]以 CX8275 車(chē)鐵復(fù)合加工中心為例,進(jìn)行了整機(jī)及其關(guān)鍵部件的熱分析計(jì)算,溫度測(cè)點(diǎn)的選擇與優(yōu)化,建立了系統(tǒng)的熱誤差補(bǔ)償模型。這些分析與研究對(duì)提高加工中心的加工精度有著重要意義。
本文以“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目的航空機(jī)匣零件加工中心為研究對(duì)象,建立整機(jī)有限元模型,計(jì)算熱分析邊界條件。利用 AN-
SYS Workbench 對(duì)整機(jī)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱分析,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行熱 - 結(jié)構(gòu)耦合分析,求其溫度分布及熱變形規(guī)律。設(shè)計(jì)了加工中心的溫度實(shí)驗(yàn),為了得到真實(shí)的的溫度數(shù)據(jù),提出在關(guān)鍵熱源部位采用鑲嵌方式安裝訂制的pt-100 溫度傳感。理論的熱分析與溫度實(shí)驗(yàn)的測(cè)試, 為加工中心的熱變形實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)提供熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)。
1 加工中心的建模及熱邊界分析
1. 1 加工中心的建模
加工中心整機(jī)的三維幾何模型在 SolidWorks2013 中建立,如圖 1 所示。為不影響有限元分析的結(jié)果和計(jì)算時(shí)計(jì)算時(shí)間,可以去掉螺釘螺紋孔小孔或小臺(tái)階等特征[5]。有限元模型建立之后,網(wǎng)格劃分后機(jī)匣整機(jī)的網(wǎng)絡(luò)模型,如圖 2 所示。
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5 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,機(jī)匣加工中心的理論與溫度測(cè)試實(shí)驗(yàn)方法為機(jī)床后續(xù)相關(guān)熱特性及熱結(jié)構(gòu)研究提供基礎(chǔ),也為加工中心的設(shè)計(jì)、安裝、制造提供了較大的參考價(jià)值。同時(shí)也為其它機(jī)床熱試驗(yàn)及相關(guān)熱特性提供新的參考方法。
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實(shí)例,分析工藝難點(diǎn)與加工可行性,指出該模型的加工難點(diǎn)是模型形狀不規(guī)則和整體剛性差,并通過(guò)設(shè)計(jì)新的工藝方案解決加工難點(diǎn),完成了模型整體的加工。新的加工工藝有助于提高加工效率和精度,為五軸數(shù)控加工提供了一個(gè)典型案例,對(duì)于五軸加工中心數(shù)控加工也具有指導(dǎo)作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機(jī)瀏覽可能無(wú)法正常使用!本文摘要:通過(guò)對(duì)混聯(lián)五軸加工中心自適應(yīng)深度學(xué)習(xí)控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創(chuàng) 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機(jī) 床 的 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) … [了解更多]
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在機(jī)測(cè)量技術(shù)由于其成本低、檢測(cè)效率高、無(wú)需二次裝夾等優(yōu)勢(shì)被廣泛用于零件加工測(cè)量當(dāng)中,使得五軸加工中心和五軸鉆攻中心,同時(shí)又兼具測(cè)量功能。在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示,硬件部分主要是由高精度探頭、信號(hào)接收器、機(jī)床整個(gè)本體,軟件部分由機(jī)床控制系統(tǒng)、測(cè)量軟件等組成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
2024-11
?加工精度是影響機(jī)床性能和產(chǎn)品質(zhì)量的主要難題,也是制約國(guó)家精密制造能力的重要因素。本文以五軸加工中心為對(duì)象,針對(duì)提升機(jī)床精度進(jìn)行了研究。并且隨著科技的發(fā)展,精密的儀器和零件在生產(chǎn)實(shí)踐中占據(jù)的分量逐漸增加,在數(shù)控機(jī)床這種精密機(jī)器精度不斷提高的同時(shí),必須控制內(nèi)外界環(huán)境的隨機(jī)影響因素在… [了解更多]