第5期 2017年5月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)05002103
D0I:10. 13462/j. cenki. mmtamt. 2017. 05. 006
滚动直线导轨副的温度场分析与试验研究
舒启林，邹存建
（沈阳理工大学机械工程学院，沈阳
110159）
No.5 May2017
摘要：为了研究滚动直线导轨副发热量对零件加工精度的影响，以某公司生产的滚动直线导轨副为研究对象，在ansysworkbench软件中分别对其进行稳态、瞬态和热一结构耦合分析，得到滚动直线导轨副的理论温度场与变形场。以自主搭建的试验平台为基础，对导就副进行了温度场试验研究。试验结显示最大温升及趋势与仿真结果相吻合，从而验证了滚动直线导轨副有限元模型的正确性，并为滚动直线导轨副的热特性研究提供实际依据。由试验结采可知，采用该有限元模型对滚动直线
导轨副进行类似热特性方面的研究，不仅使工作量变小，而且得出的结采也将真实可靠。关键词：滚动直线导轨副；有限元模型；温度场分析；试验研究
中图分类号：TH164;TG506
文献标识码：A
The Linear Rolling Guide Vice Temperature Field Analysis and Experimental Research
SHU Qi-lin,ZOU Cun-jian
(School of Mechanical Engineering,Shenyang Ligong University,Shenyang 110159, China)
Abstract : In order to study the linear rolling guide vice calorific value influence on precision parts process-ing,to a company s production of rolling linear guide pair as the research object,in ansysworkbench software respectively on the steady-state,transient and thermal structure coupling analysis , get the linear rolling guide vice theory of temperature field and deformation field. On the basis of independent experiment platform, ex-perimental study on the temperature field of the guide. Experimental results show that the maximum tempera-ture rise and trends in conformity with the simulation results, which verify the validity of the finite element model of rolling linear guide pair, and for the study of the thermal characteristics of the linear rolling guide vice to provide practical basis. The test result shows that adopting the finite element model to simulate the linear rolling guide vice similar thermal characteristics research, not only the work less, and the results will also be true and correct.
Key words: linear rolling guide vice; the finite element model; analysis of temperature field; experimental Apns
0引言
滚动直线导轨副是广泛应用的一种精密直线导向
部件，主要由导轨、滑块、钢球、返间器、保持架、润滑油嘴、密封端盖及挡板等组成。机床工作时由于滑块滚珠与导轨之间摩操会产生热量，被导轨吸收使导轨温度上升产生热变形，从而影响机床加工精度
随着现代加工技术向更高速更精密的方向发展关键部件温升带来的影响也将日益增大。导轨作为机床上的关键零部件，它的发热变形将影响机床的加工精度。近年来，研究人员分别以导轨类型、边界条件、热源移动等方面为出发点对导轨进行热特性研究。刘宝俊以龙门加工中心Y向导轨为研究对象，江云[2] 等、杜威3]等均以液体静压导轨为研究对象，对导轨的
收稿日期：20160712；修回日期：20160902
温度场分布和热变形规律进行研究；李赫林"|等、杨定军[5]等分别通过响应面近似模型的方法以及试验和仿真相结合法对边界条件进行了优化，使有限元模型更精确；孙志礼6等考虑热源移动的影响，对导轨进行温度场与热变形的研究；而谢明7等在考虑导轨与床身结合面热阻特性基础上，对其温度场和变形场进行数值模拟。此外，国外学者Woo SooYunl"等用反求法得到导轨的温度场和应变场模型，通过研究得出导轨热误差占整个误差的22.7%;Sun-KyuLee[")等、H Fidotlidotz["0]等分别研究了导轨的热变形与导轨面摩擦系数的关系以及压力分布下导轨的变形规律。
现有的研究多数是针对滑动导轨、静压导轨以及重型导轨进行理论的热分析，对于目前比较常用的滚
*基金项目：工信部"高档数控机床与基础制造装备科技重大专项"（2012ZX04011021
作者简介：舒启林（1969一），男，四川彭州人，沈阳理工大学教授，碳士研究生导师，博士，研究方向为先进数控技术，（E-mail)shuqilin@139.com。万方数据