试验研究
现代制造工程（ModemManufacturingEngineering）
2011年第7期
采用有限元分析的圆柱齿轮磨齿机冷却系统优化
杜飞"，樊利军”，王峻岭”，洪军”，邱志惠”
（1西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室，西安710054； 2陕西秦川机械发展股份有限公司秦川发展技术研究院，宝鸡721009）
摘要：为在设计阶段对大型精密磨齿机的冷却系统进行优化，减小机床热变形，在对磨齿机整机边界条件进行分析的基础上，应用通用有限元软件，建立了磨齿机的热变形有限元模型，并对其进行热变形分析计算，仿真结果表明，通过优化
冷却液温度与环境温度之差在2℃以内时，机床热变形相对最小。分析结果对阅柱齿轮磨齿机的设计定型及改进具有重要的参考意义。
关键词：磨齿机：热变形：有限元法；冷却系统优化
中图分类号：TG502.13文献标志码：A文章编号：1671—3133(2011)07—0011—05
Cooling system optimization for cylindrical gear grinding machine based on
finiteelementmethod
DU Fei',FAN Li-jun’, WANG Jun-ling? ,HONG Jun',QIU Zhi-hui
(1 State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710054,China;
2 Qinchuan Machine Tool Group Co. Ltd.,Qinchuan Development Technology
Research Institute,Baoji 721009,Shanxi,China)
Abstract;In order to optimize the cooling system of accurate gear grinding machine and reduce thermal deformation,a simulation model is established for thermal deformation anaiyzing with ANSYS software according to the boundary condition of the gear grind ing machine, The simulation results show that cooling passage optimization can lead to more uniform temperature distribution and reduce thermal deformation effectively. And the thermal deformation is smallest when the cooling liquid temperature is O ~ 2°C more or less than ambient temperature, The conclusions are very useful for designing and improving cylindrical gear grinding machine. Key words:gear grinding machine;thermal deformation;finite element method;cooling system optimization
0引言
机床的热特性分析主要研究机床在加工过程中，由于受到内部和外部热源影响，温度场发生的变化以及由此引起的机床热变形。英国伯明翰大学Peckenik 的调查表明：精密加工中由热变形引起的加工制造误差所占的比例为40%~70%［]。YK73200圆柱齿轮磨齿机是秦川集团研发的高速、精密和大型数控圆柱齿轮磨齿机，冷却液等热源导致的工件立柱顶尖热变形等热误差会极大地影响磨齿机的加工精度，因此机床的热特性研究对于减少加工误差，提高加工精度有着重要意义。
由于有限元理论日趋成熟，其对于复杂模型及达界条件的处理能力极强，在工程中的应用日渐增多。本文利用大型商用有限元软件ANSYS对秦川集团研制的精密、大型数控圆柱齿轮磨齿机YK73200进行了稳态热分析，根据计算结果对冷却液流道进行优化，对冷却液温度进行优选，为机床的设计定型及改进奠定了基础。
圆柱齿轮磨齿机有限元模型的建立 1.1
磨齿机整机几何模型的律立
根据YK73200柱磨齿机图样，在Pro/E中进行整机的三维实体建模。由于圆柱齿轮磨齿机结构复
，国家科技重大专项项目（2009ZX04001-091）：国家863计划项甘（2009AA04Z147）
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万方数据