摘要：为提高滚动导轨副动态刚度,基于弹性力学中Hertz接触理论,考虑外载荷、预紧力、热变形等因素的影响下,对滚动导轨副进行了动态Hertz接触刚度建模。从单个滚珠-滚道接触特性出发,对比分析了滚珠-滚道接触变形关系。以某NSK直线导轨为对象,分析了导轨副在3种预紧力等级下不同垂直载荷对导轨副刚度特性影响规律。运用有限元软件对比仿真分析了不同垂直载荷下导轨副Hertz接触变形以及热变形对导轨副接触刚度的影响,结果表明:预紧力对临界载荷的影响较大从而影响滚动导轨副的刚度;摩擦热变形随着载荷的增加使导轨副接触刚度降低,对比验证了考虑热变形的接触刚度建模方法的合理性以及模型的准确性。

摘要：轴类工件切屑过程中,容易产生颤振影响加工稳定性,快速计算工件频响函数,便能为防止颤振提供依据。由于车削加工工件频繁更换,针对以往测量工件频响函数往往采用锤击法需要重复测量等问题,提出一种改进的子结构划分方法。该方法将主轴-卡盘-工件系统划分为主轴-卡盘-夹持部分、工件悬伸部分,使用子结构响应耦合法(RCSA)、有限差分法、Timoshenko梁模型求取轴类工件任意截面频响函数,并利用该方法探究了尾座对工件频响函数的影响。此划分方法避免了结合面的参数辨识,能够快速方便预测工件任意截面频响函数,与仿真所得频响函数进行对比,预测结果与仿真结果对比误差在5.38%以内,验证了该预测模型的有效性。

摘要：对机床主轴系统的发热与变形情况进行理论与实验研究。对主轴系统进行受力分析,建立三维模型。运用传热原理对机床主轴系统的温度场进行有限元热特性分析,得出机床主轴高速运转下的热变形的仿真结果,机床主轴系统最右端轴向伸长3μm,上翘9.1μm。在此基础上开展实验,借助红外温度传感器与位移传感器测得机床主轴系统的热变形,验证了有限元分析得合理性,为下一步的机床热误差补偿提供必备的条件。该机床主轴系统的热变形在径向和轴向的差别较大,后续热误差补偿应主要考虑径向变形。

摘要：床身是车床的重要基础件,它的静、动态特性直接影响车床的加工精度与作业稳定性。以adi高速数控车床床身为研究对象,建立床身的三维实体模型与有限元模型,借助ANSYS有限元分析软件对其进行静力分析和模态分析。以降低数控车床床身变形量和提高低阶固有频率为目标,根据分析结果对车床床身原设计进行改进,通过有限元分析对比,提出在床身内部与上导轨区域增加筋板和床身底部薄弱部分填厚的结构优化方法。经仿真分析优化后的床身动、静刚度明显增强,低阶固有频率明显提高。