第5期 2016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(2016)05004605
D0I:10.13462/j. cnki. mmtamt.2016.05.013
No.5 May2016
镗铣加工中心进给系统热特性分析与实验研究
孙军，秦显军，钱彬彬，黄圆
（沈阳建筑大学机械工程学院，沈阳110168）
摘要：对于精密机床，随着制造水平的提高，削弱了几何误差对加工精度产生的影响，但机床进给系统的热变形对加工误差的影响越来越大，固此研究进给系统热特性具有深远的意义。以TX1600G 数控鐘铣加工中心铣削部分的进给系统为研究对象。首先，利用ANSYS建立进给系统的简化三维模型，通过施加移动热源来模拟实际的加工条件，得到滚珠丝杠在5m/min的转速下的温度场分布。再次，并设计滚珠丝杠温度场实验方案，开发了温度测量系统来实现温度场数据采集。最后，将实验结果与有限元结果进行对比，对仿真结果的可靠性和精度进行验证。同时为热误差模型建立，提供必要的数据支持。
关键词：温度场；移动热源；实验方案：温度采集系统
中图分类号：TH16；TG65
文献标识码：A
The Thermal Characteristics Analysis and Experiment Research of Feed System of
CNC Boring and Milling Machining Center
SUN Jun, QIN Xian-jun, QIAN Bin-bin,HUANG Yuan
(College of Mechanical Engineering,Shenyang Jianzhu University,Shenyang 110168, China)
Abstract : For precision machine tools, with the improvement of manufacturing level, weaken the impact of the geometric error on machining precision, but the influence of the thermal deformation of machine tool feed system to processing error become more bigger, so the thermal characteristics of feed system has far-reaching signifi-cance. Taking the feed system milling machining center of TX1600G milling boring as the research object. Firs of all, using ANSYS to establish a simplified three-dimensional model of the feed system, by applying moving heat source to simulate the actual processing conditions, get the ball screw temperature field distribution under the speed of 5m/min. Again, design ball screw temperature field experiment and scheme of temperature measuring ee results , to verify the the reliability and accuracy of simulation results. For thermal error model was established, at the same time provide the necessary data to support.
Key words: temperature field; moving heat source; experimental scheme;temperature acquisition system
0引言
滚珠丝杠副是TX1600G数控镗铣加工中心进给系统的关键部件，具有传动效率高、刚度和精度高、运行平稳、寿命长等特点，在各种工业设备和精密仪器中都得到了广泛的应用]但是其热变形严重影响机床的加工精度。为了保证机床的加工精度，需要对滚珠丝杠进行热误差补偿。利用ANSYS对在实际工况下的滚珠丝杠进给系统进行热仿真分析，为滚珠丝杠进给系统建立热误差补偿模型，提供理论依据。
国内外已对滚珠丝杠进给系统热分析进行很多相收稿日期：2015-11-18；修回日期：2015-12-17
关的研究：WonSooYun[2]等研究滚珠丝杠进给系统中的关键部件，关键部件分为滚珠丝杠和导轨两部分，并把每一部分单独求解，估算由热膨胀引起滚珠丝杠的位置误差。通过使用修正集总电容方法（MLCM）和天才教育算法（GEA）分析确定滚珠丝杠的线性定位误差；应用有限元计算方法对导轨进行热特性，使用激光干涉仪证明了模型的有效性。杨建国2006年他对灰色理论做进一步的分析研究，利用灰色系统中的GM(1,1)模型3建立热误差补偿模型，并将免疫算法引入数控机床的热误差建模的研究中，提高了建模型的预测精度。天津大学岳红新[4]基于RBF神经网络方
*基金项目：辽宁省自然科学基金（2013020035）；辽宁省科技计划项目（2013220017）
作者简介：孙军1963一），男，辽宁大连人，沈阳建筑大学教授，硕士生导师，研究方向为先进数控理论与应用技术，数字化制造应用技术，（E-
mail)sunjun589@126.com。