基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法研究

作     者：梁健伟 黄美发 唐哲敏 苟国秋 LIANG Jianwei;HUANG Meifa;TANG Zhemin;GOU Guoqiu

作者机构：桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004 广西制造系统与先进制造技术重点实验室广西桂林541004 

基　　金：国家自然科学基金地区科学基金项目(51765012) 广西研究生教育创新计划项目(YCSW2020163) 

出 版 物：《机床与液压》 (Machine Tool & Hydraulics)

年 卷 期：2022年第50卷第15期

页      码：133-140页

摘      要：机床主轴的公差建模很少同时考虑切削力与摩擦热耦合变形的影响,导致公差模型与工程实际存在较大差异,难以保证机床主轴加工精度的问题。为此,研究一种基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法。根据机床主轴的实际工况,运用小位移旋量理论表达特征的几何变动,建立主轴原始几何误差的Jacobian-Torsor公差模型;根据几何变动修正Jacobian-Torsor公差建模,增加典型配合特征的公差变动表示模型;利用ANSYS计算主轴在切削力与摩擦热耦合作用下的变形量;将结果引入修正的Jacobian-Torsor模型,得到热力耦合变形下的机床主轴公差模型。结果表明:主轴与轴承的装配间隙在径向y方向上的平动量减少0.009 mm,沿着径向的转动量减少0.000 8 mm,过盈增大,加快了主轴的磨损,影响主轴的回转精度。所设计的模型可为机床主轴的公差设计提供参考,并可预测和改善主轴的工作性能。

主 题 词：热力耦合变形 雅可比旋量 有限元仿真 公差建模 

学科分类：081203[081203] 08[工学] 0835[0835] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-3881.2022.15.024

馆 藏 号：203113926...