基于有限元方法的数控铣床整机热特性分析
基于SAMCEF平台的机床整机动态特性分析
基于SAMCEF平台的机床整机动态特性分析机床的动态性能决定了机床的加工能力。
为分析优化机床的动态特性，研发人员在SAMCEF平台下，建立了机床的动力学模型，对该模型进行模态分析，同时采用LMS设备对该机床进行模态测试。
对比发现有限元计算振型与实验基本一致，计算得到的固有频率与实验得到的频率误差在16%之内，验证了该模型的可靠性。
利用该有限元模型，把所有部件作为柔性体建立动力学模型，进行多体动力学分析，研究载荷作用下导向部件及结构部件的动态应力变化情况，分析结果为机床优化设计提供方向。
机床作为生产的重要工具和设备，也被称为工作母机，其动态性能与其加工性能紧密相关，并直接影响所加工零件的精度。
随着现代设计方法的广泛运用，对机床进行动态特性分析，用动态设计取代静态设计已成为机床设计发展的必然趋势。
在设计中，仅对机床部件进行动态分析无法全面反映机床的整体性能。
因此，要对机床性能进行准确的预测，必须对机床整机进行动力学分析。
伴随着计算机计算速度的飞速提升，有限元分析成为分析计算复杂结构的一种极为有效的数值计算方法，为机床整机的振动模态理论分析提供了有力的工具。
本文利用SAMCEF动力学仿真平台和模态实验相结合的方式，对机床进行有限元计算和模态实验分析，为新产品研发设计提供了参考。
一、模态分析的基本理论振动现象是机械结构经常需要面对的问题之一。
由于振动会造成结构的共振或疲劳，从而破坏结构，所以必须通过模态分析了解模型的各阶固有频率和振型，避免在实际工况中因共振因素造成结构的损坏。
模态分析可以用来确定模型或结构的振动特性，对复杂结构进行精确的模态分析，将为评价现有结构的动态特性，诊断及预报结构系统的故障，新产品动态性能的预估及优化设计提供科学的依据。
三、机床模态实验本次试验是与LMS公司中国区技术支持工程师共同合作完成，针对VMC0540d立式加工中心进行模态实验，确定该机床的结构动力学参数，如图4所示。
同时，此次试验采用了LMS提供的测试设备及相应的分析软件：LMS SC310前端、PCB 333B30单向加速度计、激振器及功率放大器（3台）以及LMS Test Lab 9B模态测试分析软件等。
数控车床主轴系统热特性有限元分析及验证
１ ８ ６ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ＆ Ｍａ ｎｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
第 ５期
２ ０ １ ３年 ５月
数控 车床 主轴 系统热特性有 限元分析及验证
刘 启 伟
（ 沈 阳机床 （ 集 团） 设计 研 究 院 ， 辽宁 沈 阳 １ １ ０ １ ４ ２ ）
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｔｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ； Ｔｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ Ｄｒ ｉ ｆ ｔ ； Ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ； Ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ － Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ； Ｃｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｎ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｅ ｅ ∞ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ｉ ｎ ｄ ｌ ｅ ｆａ ｏ Ｃ Ｎ Ｃ ｌ ｔ ａ ｈ ｅ ． Ａ ｔｅ ｆ ｒ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｆ ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ｉ ｎ ｄ ｌ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ．ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ － ｓ ｔ ａ ｒ ｅ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ“ ｔ 哪ｓ ｉ ｅｕ ｒ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ． Ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ — ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ，ｉ ｔ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｔ ａ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ｔｉ ａ ｏ ｎ ｆ ｏ ｓ ｐ ｉ ｎ ｄ ｌ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， ａ ｎ ｄ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ ｓ ｐ ｉ ｎ ｄ ｌ ｅ ａ ￣ ｓ ｅ ｍ ｂ ｌ ｙ＜ ｍｄ ｓ ｐ ｉ ｎ ｄ ｌ ｅ ｂ ｏ ｘ ． Ｆ ｏ ｒ ｖ ｅ ｒ ｆｎ ｉ ｇ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ（ Ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｄ ｒ ｆ ｉ ｔ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ） ｅ ｘ ｅ ｃ ｕ ｔ ｅ ｄ ． Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ａ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ｔｉ ａ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｆｓ ｏ ｐ ｉ ｎ ｄ ｌ ｅ ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ １ ） ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｃ ｏ ｍ ｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
有限元分析在数控铣床热变形方面的研究
有限元分析在数控铣床热变形方面的研究Research of FEM in the analysis of thermal deformation on CNC machines摘要：在多种热源的作用下，数控铣床产生热变形，影响工件与刀具间的相对位移，造成加工误差，从而影响零件的加工精度，因此减小热误差对提高机床的加工精度至关重要。
控制机床热误差涉及到如何查找敏感点，然而找出机床敏感点是个非常棘手的问题。
本文在对数控铣床热边界条件进行分析的基础上，应用有限元分析软件ANSYS，对ZK7640数控铣床进行整机热特性分析，为机床敏感点的查找提供依据，对数控机床热误差进行了定量计算，并通过实验检测验证其正确性。
关键词：温度敏感点；热误差；有限元分析Abstract: Many kinds of the heat sources in a CNC milling machine produce thermal deformation. This deformation affects the relative displacement between the work-piece and the cutter, causes the manufacturing errors, and influences the machining accuracy of the part. Therefore, it is very important to reduce thermal deformation to improve the machining accuracy. Controlling the thermal error will be relative to the theory of temperature sensitive point, however, it is difficult to find the points by experiments. In this paper, thermal characteristics of ZK7640 CNC milling machine are simulated by analyzing the thermal boundary conditions and using the finite element (FEM) software ANSYS. Moreover, many experiments are done to test the analysis' validity.Key words: temperature sensitive point; thermal characteristics; FEM引言国内对数控机床热变形也进行了比较深入的研究，并获得了很多成果，特别是提出了热敏感点理论：机床表面有些点的温度变化将引起机床热误差的明显改变，只要这些点的温度不变，机床热误差也基本不变，这些点就是影响机床热误差的关键点，也就是机床热误差补偿中的温度测点及控制点。
机床关键部件热特性分析及热性能优化设计
研究不足与展望
在研究中，虽然建立了机床关键部件的热特性分析模 型，但模型仍存在一定的简化，未来可进一步考虑更
复杂的热传递方式和热物性参数的影响。
Hale Waihona Puke 输标02入题在实验验证中，虽然采用了多种测试方法，但仍存在 一定的误差和不确定性，未来可进一步改进实验方法 和提高测试精度。
01
03
针对不同机床关键部件的热特性分析，目前仅考虑了 常见的几种部件，未来可进一步扩展研究范围，包括
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结论与展望
研究结论总结
建立了机床关键部件的热特性分析模 型，为热性能优化设计提供了理论依 据。
针对不同机床关键部件的热特性进行 了详细分析，为优化设计提供了具体 指导。
通过实验验证了所建立模型的准确性 和有效性，为实际应用提供了可靠的 技术支持。
通过优化设计，提高了机床关键部件 的热性能，降低了能耗和温度波动， 提高了加工精度和稳定性。
05
机床关键部件热性能优化设计 软件介绍
软件功能介绍
热特性分析
软件可以对机床关键部件进行热特性分析，包括温度场、热应力 、热变形等。
热性能优化设计
软件可以根据分析结果，对关键部件进行热性能优化设计，提高 机床的加工精度和效率。
多物理场耦合分析
软件支持多物理场耦合分析，包括流体、力学、电磁等，以更全 面地评估关键部件的热性能。
目的和意义
目的
通过对机床关键部件的热特性进行分析，找出影响机床性能 的关键因素，提出针对性的优化设计方案，提高机床的性能 和使用寿命。
意义
通过对机床关键部件的热特性进行分析和优化设计，可以提 高机床的加工精度、效率和使用寿命，降低生产成本，提高 企业的竞争力。同时，也可以为其他机械设备的热特性分析 和优化设计提供参考和借鉴。
基于ANSYS在数控机床上的热特性有限元分析开题报告
1、ANSYS软件在实体造型中的应用
2、ANSYS软件在虚拟装配中的应用
3、ANSYS软件在生成二维图样中的应用
三、主要研究内容
主要探讨的如何根据要求计算出与齿轮相关的各种参数,从而利用ANSYS软件设计出齿轮的实物造型。通过这篇文章的探讨我们将对齿轮的设计方法有一个全面的了解,并掌握ANSYS的基本使用技巧,为以后的工作,学习打下坚实的基础.
四、毕业论文（设计）的研究方法和技术路线
1.ANSYA软件的建模设计和对机床的热分析
建立机构运动的数学模型，创建程序流程图，编写程序，并在ANSYS软件中调试运行。
2.主要的技术指标及要求
（1）实现机床运动分析的及时、快捷、准确、方便。
（3）系统平台要求可视化，人机互动性强，可实现柔性输入，运行方便。
[3]张胜民主编《基于有限元软件的结构分析》清华大学出版社2003
[4]张世民等编著《机械原理》中央广播电视大学出版社1992
[5]肖正义．滚珠丝杠结构与性能发展动态[J]．功能部件，2001(9)：100-102
[6]何振威，全燕鸣，乐有树．基于有限元模拟的高速切削中切削热的研究[J]．工具技术，2006 40(3)：60-63
3.需要完成的工作
（1）熟悉ANSYS软件的编程使用；
（2）建立数学模型，使用ANSYS软件进行建模；
（3）系统集成调试,优化改进和现场测试；
（4）总结与论文撰写。
五、主要参考文NSYS应用》机械工业出版社2003
[2]梁清香张根全主编《有限元与MARC实现》机械工业出版社2003
[7]田维贤．机械制造中的热变形[M]．武汉：华中理工大学出版
[8]黄国权主编《有限元法及ANSYS应用》机械工业出版社2003
基于ANSYS的高速冲床整机热分析
【 摘
要】 某采用机械式液压转向的多轴转向车辆 ， 经常出现转向杆系损坏现象， 为分析转向杆 系
损坏原 因， 进一 步提 高系统的可靠性 ， 对其 转 向杆 系进 行结 构动力分析 。通过采 用刚柔耦合分析 方 需要 法， Ａ Ａ 在 Ｄ ＭＳ中建立 了多轴转 向 系统 传真模 型 ， 并将 杆 系主要 刚性杆件 替换 为 柔性体 ， 通过 刚柔耦 合 仿真 分析得到 转向杆 系在转 向时的应力分 布云 图 ， 而为设计 改进提供 帮助 。 从 关键词 ： 多轴转 向 ； 向杆 系 ； 转 刚柔耦 合分析
【 ｂｔ ｃ】 ｎｏ ｅ ｔ ｍ ｅ ｔｅｄｍ ｎ ｅ ａ ｄｓ ｎｏ － ｅｄｐ ｎｈ ｍ ｄｌｇ ｏ ｔ Ａ ｓ ａｔ ／ ｒ ｒ ｏ ｅｔｈ ｅ ａｄｏ ｔ ｒ ｌ ｅｉ ｈ ｓ ｅ ｕｃ ， ｏｅｎ ｒ ｈ ｒ ｄ ｆｈｍ ｇ ｆ ｉ ｐ ｉ ｆ ｅ
对加 工精 度 的影响 ， 出导轨 系统对 热 变形 的影响较 大； 得 最后 综合各 种 因素对整机 热 变形进行 分析 ， 建
立 了整个冲床 的温度场和 应力场 ， 为冲床 的结构优化 设计和 热平衡设计提 供理论依 据 。
关键词 ： 高速冲床 ； 热分析 ； 热变形； 温度场 ； 有限元
【 摘
要】 于高速精密数控冲床热特性设计要 求， 用 Ｓｌｗ ｒ 软件对整机模型建模 ， 基 使 ｏｄｏ ｓ ｉ ｋ 对某型
高速精 密数控 冲床 进行 了热 源分析 与计算 以及 边界 条件分析 ，利 用 Ａ Ｓ Ｓ有 限元软件 分 别分析 了曲 ＮＹ 轴 系统 、 导轨 系统对整机 温度 场的影 响 ， 分别研 究了两种情 况下对 整机 的变形量 ； 一 步分析 了热 变形 进
机 械 设 计 与 制 造
基于有限元分析的精密铣削装备床身设计优化
床身部件精度稳定性分析图1装备整机结构设计示意图外部因素影响精度稳定性分析材料稳定性：0.1~1μm；②加工工艺稳定性：卡具稳定性：0.1~1μm；④刀具磨损：0.1~1μm 各需检测手段精度：0.1~1μm；⑥环境温度影响：环境震动影响：0.1~1μm；⑧辅料稳定性：0.1~1μm 员稳定性：0.1~1μm。
对9类外部影响因素做综合影响分析（表图2床身3种设计模型a）基础方案b）“斜筋”方案c）“圆筋”方案利用ANSYS有限元软件对装备的床身基础设计模型进行静力学仿真分析，根据装备的实际装配方式进行优化约束，得到装备床身部件的静力学变形，并在此基础上进行斜筋和圆筋优化设计。
对设计的基础模型和优化模型进行静力学仿真对比分析，得到装备的整体设计提升。
对床身的设计模型施加约束，使其约束状态同实际承重状态相同。
由图3可知，床身基础方案的总变形为0.41μm，斜筋方案为0.27μm，圆筋方案为0.32μm。
图4-a）中基础方案X向变形其大小为0.105μm，图4-b）中斜筋方案X向变形其大小为0.069μm，图4-c）圆————————————————————基金项目:国家科技重大专项“大口径平面快速抛光机床研制”（2017ZX04022001-202）；国防科工局基础产品创新计划车用动力科研专项（DEDPZF）。
白金峰（1987-），男，博士研究生，主要从事超精密加工技术的研究工作；赵惠英（导师）（1959-），男，生导师，博士，主要从事超精密技术的研究工作。
0.350.350.350.350.350.99图3床身3种设计模型总变形c ）“圆筋”方案图4床身3种设计模型X 向变形c ）“圆筋”方案a ）基础方案b ）“斜筋”方案a ）基础方案b ）“斜筋”方案3总结在面向高档汽车压缩机涡旋盘零件的加工需求背景下，对其加工装备床身做了基础设计，本课题是面向微米级零件的加工，对于床身来说，其主要承载部件。
精密数控机床主轴系统热动态特性分析与研究
振 型叠 加法 利用 结构 的振型 缩减 和解耦 运 动方
程， 对各 个模 态 响应 进行 叠加 ， 到一定 外 载荷 时 间 得
较 为 明确 ， 更便 于 利用 系统 较 低 的若 干 阶 固 有频 率
・
９ ・ ２
《 技术 新工 艺 》・ 加 工工 艺技 术与 材料 研 究 ２ １ 新 热 ０ １年 第 ７期
Ｋ 。选 择 时 间步长 △ 和参 数 ０ 形 成 系 统有 效 的系 ， 数矩阵：
一
＋ Ｋ
ＣＮＣ ， ｄ ｅ ｍ ｉ ｄ ｒ ｌ ｔｏｎ ｈｉ ｂ ｔ ｅ ｎ ｃ ｎｇ ｏ ｅ ｐｅ ａ ｕｒ ｎｄ ｈｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｆ ｍ ａ ｉ ｎ ｆ ｔ ｓ ｉ ｅ ｓ ｔ ｍ ， ｅ ｔ ｂ ｅｔｒ ｎｅ ｅ ａ ｉ ｓ ｐ ｅ ｗ ｅ ｈａ ｅ ｆ ｔ ｍ ｒ ｔ ｅ ａ ｔ ｈｅ ｍ ｌ ｅ ｏｒ ｔｏ ｏ ｈｅ ｐｎｄｌ ｙｓｅ ｓａ
精 密 数 控 机 床 主轴 系 统 热 动 态 特 性 分析 与研 究
汪 红 波 ，王 建 强
（ 浙江 师 范 大 学 机 电技 术 研 究 中心 ， 江 金 华 ３ １ １ ） 浙 ２ ０ ９
摘 要 ： 解决 了因主轴 热 变形 引起 的 数控 机 床 加 工 精度 下 降的 问题 ， 立 了精 密数 控 机 床 主 轴 径 向 建 和 轴 向动 态 热 变形 的计 算机 精 细数值 计 算模 型 和主 轴热误 差动 态预 报 理 论模 型 ， 以期 揭 示温 度 变化 对精 密数 控机床 加 工精 度 的影 响机 理 ， 为精 密数 控机 床 综合误 差补 偿提 供 理 论依 据 和技 术 支撑 。本 文 采 用理
加工中心主轴系统的热变形分析与有限元计算
ｗｅｒｅ啪删ｒｅｄ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｔｌｌｅ山ｅⅡｎａｌ ｄｅｆｏ舢ａｔｉ加０ｆ Ｉｈｅ ｓｐｉｎｄｌｅ ｓｙｓｔｅｍ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ、ｒｉｎｕ８ｌ ｉｎｓｔｎｌｍｅｎｔ８妣ｈｎｏｌｏｇｙ．ｎｅ ＦＥＭ ｍｏｄｅｌ ｏｆ
ｔｈｅ删ｄｅｆｏｍａｔｉｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅ彻ａｌ ｄｅｆｏ册ａｔｉ佣ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｉｎｄｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗ鼬ｂｕｉｌｔ ｕｐ ｂｌＩｓｅｄ ｏｎ Ｉ．ＤＥＡＳ，ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ６ｅｌｄ粕ｄ ｔ｝ｌｅ
隔３０血ｎ左右采集一次数据。
１。２测量结果分析
主轴套筒的温度变化如图４所示。从图可知，机 床开始运转时温升较快，且主轴套筒附近温度变化最 剧烈，而主轴箱的靠近侧壁部分温度最低，主轴箱的
后部、底部温升为５—８℃。因此主轴箱的温度分布 基本以主轴为中心线，温升沿半径方向减小。主轴是 机床最大的热源。主轴套筒由于靠近主轴轴承温度变
收稿日期：２００７—０３—３０ 作者简介：穆塔里夫·阿赫迈德（１９６３一），男，维吾尔族，新疆莎车人，教授，硕士生导师。主要研究方向：机构学、机
械设计及理论、虚拟制造。电话：０９９１—４５５６２４５，１３８９９８５２６２４。Ｅ—ｍａｉｌ：ｍｔｌｐ＠２６３．ｎｅｔ。
万方数据
第２期
穆塔里夫·阿赫迈德等：加工中心主轴系统的热变形分析与有限元计算
Ｍｕｔｅｌｌｉｐ Ａｈｍａｔ。ＣＨＥＮＧ Ｗｅｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎ百ｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｍｍｑｉ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ８３０００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａ瞰瑚屺ｔ：７ｒｈｅ ｃｈｉｅｆ ｈｅａｔ ｓｏｕｒｃ铭ｏｆ ｔｌｌｅ叩ｉｎｄｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ＴＨ６３５０ ｍｃｈｉｎｉｎｇ ｃｅｍｅｒ ｗｅｒｅ ａ眦ｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅ“ｐｅｍｔｕｒｅ
XK717型立式数控铣床主轴套的有限元热分析
・ ２ １ ９ ・
黑 山 地 区土壤有机质现状 及解 决办法
孟 庆 Байду номын сангаас
（ 锦州农业广播 学校 ， 辽宁 锦州 １ ２ １ ０ １ ７ ）
摘 要： 黑 山地 区是我市重要 的粮食 产区 ， 当前土壤有机质含量 降低 导致土壤 生产力 下降， 粮食产量钝减 ， 已成为锦 州乃至全 国关注 的问题 。通过秸杆还 田、 施 用有机肥料 等多种 办法 ， 可 以增加有机 质含量 ， 改 良土壤结构。 关键词 ： 土壤 有机 质 ； 微量元素 ； 有机肥料
锦 州市黑 山县位 于锦州东部 ， 中纬度地 带 ， 属于温 带季风性 气 充 ， 将会发挥用地与养地的双重作用 ， 既提高土地生产力获得增产 ， 候 。地貌结构为“ 三 山一水三分 田， 二分道路 和庄 园” 。地势西北高 、 又保 持地 力 常新 。 东南低 ， 从海拔 ４ ０ ０ ｍ 的山区 ， 向南逐渐降 到海拔 ２ ０ ｍ 以下 的海 滨 ２ ． ２制定完善和重视有机肥 料的政策法规 平原 。 加 强法制建设 ， 是增加有 机肥投入 ， 处 理好用 地与养地 关系 的 黑 山地 区的农业从近二十年来看 ，由于强调 追求 粮食 产量 ， 对 重要保证 。各级农业部 门要维护稳定农 民对耕地 的承包 ， 解决农 民 合理利用与保护耕地重视不够 ， 大量 施用化肥而很少施用或不用有 经 营土地 的后顾之忧 。 土地承包合 同不仅要 明确承包户使 用土地 的 机肥 ， 种地不养地 ， 掠夺式生产方式 ， 使 土壤有机质下降迅速 。据统 权利 ， 而且要明确承包 户对 地力 建设 的义务 ， 并 对完 成任 务的好坏 ， 计， ５ ０年代 时候 ， 有机 肥料用量 占总用肥 量的 ９ ０ ％以上 ， 而 由于长 规定奖惩 的标准与办法 ， 鼓励农 民积极 向土地投入有机肥料 。有条 期 以来对土地营业管理的不善和偏重使用化肥 ， 目前使用有机肥料 件 的地 区逐步实行耕地培养指标化 ， 研究制定鼓励农 民使用有机肥 用量的 比例 已经下降到 ３ ０ ％以下 。 土壤 有机 质被认为是植物生长 料 的政 策措施 ， 制定耕地 土壤 肥力保养法规 ， 确定 地力建设 的具体 的“ 荷尔蒙 ” ， 是土壤 中的“ 万金油” 。当前 土壤 有机质含量降低导致 任 务 。 土壤生产力下降已成 为锦州乃 至全 国关注 的问题 。 锦州地 区人均耕 ３ 进 一 步 总 结有 机 肥 料 开 发 利 用 的 经 验 并 加 速 推 广 地少， 保持土壤适 当的有机质水平是保持本地 区农业 持续发展的一 “ 夏 坑沤 、 秋灭茬 、 冬堆制 、 常年粉碎过腹 ” ， 玉米 杆青贮 、 麦杆氨 个 重要 因素。因此 ， 提高土壤有机质势在必行。 化过腹还 田、 机具 粉碎直接还 田、 发展 沼气 、 垫圈等多形式 、 多层 次 １ 土 壤 提 升 有 机 质 的 主 要 方 法 利用 ， 扩大秸杆还 田面积的新途径。 开展种草 、 养畜 、 畜粪 肥田 ， 以种 １ ． １ 推广多种形式秸秆还 田技术 ， 有 条件地区逐步实行机械化 。 促养 ， 以牧促农 。在城市粪肥利用方面 ， 有的省采取省投资 ， 地方配 农业生产 中大量使用化肥等造成利用率降低 、环境污染严 重。 农 作 套 ， 在县 、 镇设 立有机垃 圾处理场 、 城肥下 乡储 运池 ， 堆放、 处理、 周 物秸秆 中含有大量氮 、磷 、钾及其他微量元素。 秸秆还 田可以提高 转 、 调节 、 实行 由环卫部 门免 费运粪下 乡的试 点 ； 有些城 市试 行运用 土壤有机质 、 还可改善土壤的孔隙团聚 、坚实性等物理性质 改善 土 机械处理城市杂肥还 田 ， 有的城市进行 了有机肥料工场化生产 的试 壤结构 、增加土壤肥力 。 点。努力把城市粪便 、 垃圾 送下乡。 １ ． ２多品种 、 多途径发展绿肥 ， 搞好综合利用 。能为土壤提供 丰 ４ 加 强 有 机 肥 料 的 科 技 工 作 富 的养 分 。 首 先要 采取措施加强有机肥料技术 推广和科研 队伍 的建设 ， 稳 １ ． ３搞好城肥下乡 ， 配合有关部 门开展有机肥 工厂化试 点 ， 为农 定充 实专业技术力 量 ， 不 轻易变动他们 的工作 岗位 ， 并 给他们创造 业提供质优 、 价廉 、 方便运输和使用的优质肥 料。 学 习和工作 的条件 ， 提供 必要 的财力 和物力 ， 加强基层技 术骨干 的 １ ． ４改进有机肥积 制的方法 和技 术 ， 提 高工效 ， 减少 损失 ， 增进 培训 ， 不断提高技 术人员素质 。 第二 ， 对当前发展有机肥料工作 中的 肥效 。 技术 障碍 ， 要 抓紧组织科技 、 教育 为 目的 的改进 积肥造肥方 法和施 １ ． ５实行有机肥 与无机肥配合使用 ， 提高化肥 的利用率 。 肥技术 ； 研制 和提高劳动效 率 ， 兼 有多种功能 或价格低廉 的各种有 ２ 土壤 提 升 有 机 质 保 证 措 施 机肥料积造 、 施用机具 ； 开展绿肥作物 的合理种植方式 、 优质新 品种 ２ ． １ 坚持有机肥 与无机肥相结合的方针 的选 育 、 高产 栽培配套技术 以及综合加工利 用技术 的研究 ； 开展对 肥料的作用在于弥补 土壤供肥的不足 ， 保持农作物生长对营养 城市 垃圾农 用及控制标 准的研究 ； 对城镇人 粪尿 、 垃圾 、 畜禽场 、 加 物质的需要 。化学肥 料养 分含 的高 、 见效快 ， 在提高土壤养分浓 度 ， 工厂粪肥 无害化处理 、 浓缩及 工厂化生产等 工艺 、 技术 的研究 。第 供 肥迅速方 面见长 ， 而改 良土壤 的作用较小 ； 有机肥 料在维持 和提 三 ， 科研 、 教学部 门还要 加强有机肥 料的科学研究 与理论方 面的探 高土壤 肥力 方面起 主导作用 ， 但含养分较少 ， 两者配合施用 ， 互相补 讨 。 作者简介 ： 孟庆贵（ １ ９ ６ ４ 一 ） ， 男， 讲师 。 （ 上接 ５ ３页 ） 当计算 出 Ｎ ｕ后 ， 由 ＝Ｎｕ ． Ａ ｌ Ｌ可得换热系 。 网格划分完毕后在相 应区域施加边 界条件 ，利用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ的热 式中 Ｎ ｕ为努谢尔 特数 ； Ｒ ｅ 为 雷诺数 ； Ｐ ｒ 为 流体普 朗特数 ； Ｐ ｒ ｗ 分析即可以得到主轴套的温度 场分 布如 图 ３ 。 为壁 面温 度时 普 朗特数 ； Ｇ ｒ 为格拉 晓夫 准数 ； 为流 体热 传导 系 图 ３中可知 主轴套温度分 布情 况 ， 主轴套 温度最高 的地方 在前 数； Ｌ为特征尺 寸 ； Ｋ为校正系数 ； 为流速 。 后轴承处 ， 这是 因为轴承处摩擦产 生 了大量 的热量 ， 其 中前轴 承的 ＸＫ ７ １ ７型立式铣 床主轴套材 料采用碳 钢 （ ｗ ０ ． ５ ％） ， 密 度为 温度要 比后 轴承要高 ， 原 因和前后 轴承 的尺 寸有 关 ， 当前后轴 承温 ７ ８ ４ ０ ｋ ￣ ｍ ， 比热 容为 ４ ６ ５ ｊ ／ （ ｋ ｇ ・ ｋ ） ， 导热 系数 ４ ９ ． ８ Ｗ／ （ ｍ・ ｋ ） ； 环 境温 度 升相差太大时 ， 热变形量不 同将导致主轴偏移从而影响加工精度 。 为 ２ ０ ￣ （ ２ ；前 轴 承 采 用 的 是 Ｎ Ａ Ｃ ＨＩ ７ ０ ２ ０ Ｃ ， 后 轴 承 采 用 的 是 ５ 结 论 Ｎ Ａ Ｃ Ｈ Ｉ ７ ０ １ ８ Ｃ， 轴承参数见表 １ 。 有 限元热 分析最关 键就是边 界条件 的求解 ，是 整个分 析 的核 设分析 时环境温度为 ２ ０ ￣ Ｃ，冷却水温度为 ２ ０ ￣ Ｃ，根 据上 述参 心。根 据分 析主轴套 的温度场分布 ， 得知温度最高部位在轴 承对应 数， 将其带人式 （ ４ ） ～ （ １ ０ ） 中便可 以得到主轴套热分析所需要 的边界 处 ， 其 中前轴承处 温升最为明显 ， 针对这一 特点可对前轴 承处进行 条件 ， 从而计算 出主轴套的温度分 布。 冷 却装置 的改进 ， 或者 通过调整前后轴 承数量 ， 使得整个 温度场分 ３ 建 立 实体 模 型 和 划 分 网格 布均 匀 。 在Ｕ Ｇ作 出主轴套实体模 型 ， 如图 １ ， 并对 图形 进行 一定简 化 ， 参考文献 去 除倒 角和退刀槽特征 ， 对结果精度影 响不大 ， ＡＮ Ｓ Ｙ Ｓ划分 网格 时 【 １ 】 杨世铭 ， 陶文铨． 传 热学【 Ｍ 】 ． 北京 ： 高等教 育 出版社 ， ２ ０ ０ ３ ． 采用 Ｓ Ｏ Ｌ Ｉ Ｄ ７ ０单元 ，该单元具有 ８ 个 节点可用 于三 维的稳态或 瞬 【 ２ ］ 蒋兴奇． 主轴轴承 热特性及 对速度和 动力 学性 能影响 的研 究『 Ｄ １ ． 态热分析 。然后采用 自由划分 的方式得 到主轴套 的有 限元模 型 ， 如 杭 州 ： 浙江大学 ， ２ ０ ０ １ ． 图２ 。 ［ ３ ］ 于翔． 主 轴 系统 热 变形 分析 ［ Ｊ 】 ． 应 用 能 源技 术 ， ２ ０ ０ ８ （ １ ０ ） ． ４ Ｘ Ｋ ７ １ ７型 立式数控铣床主轴套的温度场分析
机床整机的动态特性分析
文章编号:100122354(2000)1020024203机床整机的动态特性分析Ξ覃文洁1,左正兴1,刘玉桐1,文占科1,丁庆新2(11北京理工大学车辆工程学院CAD/CAM室,北京 100081; 21北京第一机床厂) 摘要:采用用户自定义矩阵单元来处理机床结合部的接触问题,在商品化软件平台上建立了机床整机的有限元模型,并对其进行了动态特性的分析。
运用该方法来进行结构的性能预测,已用于工厂对机床的结构改进设计中。
关键词:机床;有限元;动态特性 中图分类号:TH122 文献标识码:A1 引言 机床是机械制造工业中最基本的设备。
随着国民经济的发展,人们对机床提出了越来越高的要求,其中最基本的问题就是要提高机床的工作性能,而机床的。
随着现代设计方法的广泛运用,对机床进行动态特性分析,用动态设计取代静态设计已成为现代机床设计发展的必然趋势。
机床是由多个零部件组成的复杂组合结构,仅对个别零部件进行分析,无法全面反映机床整体的性能,特别是在动态分析中,各零部件之间结合部的接触参数对动态性能的解析计算精度影响很大,因此,要准确地预测机床的动态性能,就必须对整机进行动力学分析。
在进行结构动力学分析的实际运用中,通常采取的方法是将连续系统离散化为只有有限个自由度的系统,由此求出连续系统的近似解。
这些离散化的方法中有集中质量法、假设模态法、模态综合法和有限元法。
集中质量法虽然做法简单,但如何选取各个集中点以及如何配置各点的质量,才能使所得结果比较接近于实际情况,这都需要经验或实验的启示,缺乏一般的理论指导。
假设模态法和模态综合法的精度在很大程度上取决于所选择的结构或子结构的假设模态,对于复杂结构,这种假设模态难以找到,并且对于不同的结构没有通用性。
而有限元法则是对每个单元取假设模态,由于单元的数目通常比较大,假设模态就可以取得非常简单;而且它以节点位移作为系统的广义坐标,可以降低系统微分方程的耦合程度,给用计算机求解无间隙机构运转情况。
基于有限元的发动机受热零件温度场分析
基于有限元的发动机受热零件温度场分析摘要发动机作为车辆的核心，一旦出现了问题就会影响到车辆正常使用。
而随着发动机工作强度的增加，零部件工作环境也逐渐恶化。
发动机在工作过程中会产生大量的热量，如果不采取有效的降温措施，当温度超过了零部件承受范围时，就可能会导致零件出现损坏。
因此对于高强度的发动机而言，有必要对其进行热负荷分析，从而采取一定的保护措施，为车辆正常行驶提供保障，本文就基于有限元的发动机受热零件温度场分析作简要阐述。
关键词有限元；发动机受热零件；温度场分析通过建立有限元模型对发动机零部件受热情况进行分析，从而为设计优化工作提供一定的参考，使发动机的优异性能能够更好地得到体现。
作为汽车的核心部件，发动机性能改变会对整体产生一定的影响。
1 有限元模型的建立1.1 建立几何模型所建立的模型选择的发动机燃烧室位于活塞地顶部中央，普通干式缸套，技术参数包括了缸径，缸的数量，压缩比，行程数，冷却方式，活塞行程，燃烧室的转速，最大扭矩。
建模软件选择的是UG，建模结束后将其导入有限元分析软件，再现零部件结构。
1.2 建立有限元模型结构建立有限元模型的关键点在于网格划分，单元网格划分合理能够在较短的时间内获得精确的结果。
网格划分越小计算精度越高，但是另一方面，计算需要的时间就会越长。
因此在实际应用的过程中网格划分需要结合到工作的具体情况，对单元格的尺寸进行灵活更改。
比如在研究工作中，结构复杂的区域或者是温度变化较为剧烈的区域，单元格在划分的时候需要小一点，而其余的地方则可以适当放大。
如果结果出现了部分偏大的情况，可以对局部进行修改[1]。
1.3 材料属性对温度情况进行分析，涉及的材料属性包括导热系数，比热，密度。
实际分析工作中需要针对不同零件使用的材料来定义。
2 有限元热分析2.1 工作的基本原理软件进行分析的基本原理是将处理对象划分成不同的单元，而每一个单元又包括了不同的节点，依据能量守恒定律对初始条件及一定边界条件下的节点处热平衡方程进行求解，得出节点温度值后，继续求解从而得到其他数据。
机床整机特性的有限元分析方法
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（#+ ） 对式（ #+ ） 的刚度矩阵，当 单 元 的 几 何 形 状 确 定以后，就只与式（ # ） 表示的由实验获得的切向和 法向刚度有关。因事先不能确定接触面上的接触 压 力，故获得刚度矩阵需要迭代计算。
, , 表 # 是整机垂直方向主轴下端面由冲击响应谱获 得的共振频率与实验结果的比较。计算结果与实验结 果基本一致。表明本文的分析方法能够比较好地反应 机床整机结构特性。
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《 机床与液压》 $++)1 aL1 -
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
模型的响应谱，以响应谱峰值点对应的频率作为模型 的共振频率。
表 #, 实验与计算得到的共振频率比较 阶次 # $ . ) 实验结果 , - /0 )$ #+##$ #)+ #&+ 计算结果 , - /0 .& #+) ##* #)* $+# 相对误差 " - . )1 ** #1 &. .1 .’ .1 ’* )1 *"
基于测试与仿真的机床整机动态特性分析
基于测试与仿真的机床整机动态特性分析赵峰;刘志坚;艾爽【摘要】建立数控机床整机系统有限元模型,对于预估和优化机床的性能有着重要的意义.但是,由于整机系统结构复杂以及存在各种形式的结合面,因而很难直接建立反映实际的有限元计算模型.文中以沈阳机床集团某立式加工中心为例,研究了数控机床整机系统有限元建模方法.首先,在保证力学关系不变的情况下,对整机系统进行了物理模型的简化.其次,在有限元模型的固定和滑动结合部中引入接触区域分布设置弹簧来模拟结合面的法向和切向刚度.最后,以测试的模态参数为基准,修正不准确的有限元模型,使模型的频率误差小于15％,得到可以反映实际动态特性的有限元模型.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2012(000)007【总页数】4页(P10-13)【关键词】数控机床;模态分析;有限元分析;振动测试【作者】赵峰;刘志坚;艾爽【作者单位】沈阳机床(集团)有限责任公司国家重点实验室,沈阳110142;中捷机床有限公司,沈阳110142;沈阳机床(集团)有限责任公司国家重点实验室,沈阳110142【正文语种】中文【中图分类】TP391.71 引言机床作为生产的重要工具和设备，也被称为工作母机，其加工性能与其动态性能紧密相关，并将直接影响所加工零件的精度。
随着现代设计方法的广泛运用，对机床进行动态特性分析，用动态设计取代静态设计已成为机床设计发展的必然趋势。
在设计中，仅对机床各个部件进行动态分析无法全面反映机床的整体性能。
因此，要对机床性能进行准确的预测，必须对机床整机进行动力学分析［1］。
伴随着计算机计算速度的飞速提升，有限元分析成为分析计算复杂结构的一种极为有效的数值计算方法，为机床的整机动力学特性有限元建模提供了有力的工具［2-4］。
2 机床模态实验本次实验的对象为VMC850e 立式加工中心，最高转速8000r/min，行程：X 轴850mm，Y 轴500mm，Z 轴540mm，如图1 所示。
机床有限元热分析中对流换热系数的计算方法研究
1． 左丝杠座； 2． 丝杠； 3． 旋转螺母； 4． 皮带轮； 5． 螺母座； 6． 右丝杠座
图2 Fig． 2
Y 向丝杠螺母进给系统结构
Structure of the Y directional screwnut feed system
1． 3
Y 向丝杠螺母进给系统热学实验
min； 为了便于实验数据采集， 将横梁固定在机床 X 向行程中点， 滑枕固定在机床 Z 向行程下限； 为了 体现机床结构本身的热态特性， 将机床数控系统由 取消光栅尺的补偿作用。 全闭环改为半闭环， 2 ） 温度和热位移数据采集 测量机床 Y 向丝 按照图 3 所示的测点分布图， 杠螺母进给系统温度和热位移值 。T1 ～ T8 为温度测 T1 ～ T3 采用热电阻测量， T4 ～ T7 采用红外点温计 点， E1 、 测 量， 环境温度 T8 采用水银温度计进行测量 。
机床热态特性分析与优化是一种减少机床热误 ［1 ］ 差， 提高机床精度及其稳定性的重要方法 。 该方 法的关键是建立一个准确的机床温度场分布模型 ， 建模方法主要有 2 种： 一是通过实验测量， 二是利用 有限元方法进行计算
［2 － 3 ］
度场进行计算， 优点是在计算结果中， 能得到机床任 意位置的温度变化信息， 但该方法的缺陷是， 由于热 分析边界条件的设置往往与实际情况不相符 ， 有限 。 元分析结果的误差一般比较大 结合上述 2 种方法的优势， 根据机床温度实验测 量值， 计算热分析边界条件来修正有限元分析结果， 将有效地提高分析结果的准确性。但热分析边界条 “对流换热系数” ， 件中的关键参数 由于受流体的物理 性质、 换热表面的形状、 部位、 表面与流体之间的温差 以及流体的流速等多种因素的影响， 求解困难。对流 换热系数的物理意义是， 当流体与固体表面之间的温 2 1 m 壁面面积在每秒所能传递的热 度相差 1 K 时， 量。因此， 机床对流换热系数值的大小反映了机床零 部件表面与空气或冷却液对流换热的强度， 对机床有
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文 章 编 号 ：０ ６ ３ ６ （ ０ ７ ０ — ０ ４ — ０ １ ０ ～ ２ ９ ２ ０ ）３ ０ ５ ３
基 于有 限元方 法 的 数 控铣 床 整机 热 特 性 分析
王金 生 ， 雪梅 ， 映红 郑 戴
（ 台州 职 业 技 术 学 院 ， 江 台州 ３ ８０ ） 浙 １ ０ ０
化上 ， 取得 了一定 的成 果 ［ 。 ｋ ｙ ｍａ等人 ， 过 实 １ Ｏ ｕａ ］ 通 验测 量 了在平 面研磨 机 工 作 过 程 中 ， 轮 主 轴 和 工 砂 作 台的相对 热位 移 ， 使用 有 限元 方法 对 研 磨 机 的 并 热变形 进行 理论研 究 ， 果 表 明理 论 与 实 验结 论 相 结
便 于有 限元分 析 ， 其结 构进 行适 当的简 化． 采用 对 并
２ ０节 点 体 单 元 Ｓ Ｌ Ｄ ５进 行 网格 划 分 ， 机 有 限 Ｏ Ｉ９ 整
元 模 型 如 图 １所 示 。
影 响零 件 的加 工 精 度． 据英 国伯 明翰 大 学 Ｊ Ｐ — 根 ． ｅ
ｃｅ ｉ 授调 查统 计表 明 ， 精 密加 工 中 ， ｌｎｋ教 在 热变 形 引 起 的制造 误差 ， 占总制造误 差 的 ４ ～７ ． 以 ， ０ ０ 所 如何 减少 热变形 ， 提高 加工精 度 ， 是机床 设计 中非 常
铣床 进 行 了整 机 热 特 性 分 析 ， 与 Ｘ １ 并 Ｋ５ ０数 控 铣 床 （ 熟 成
产 品 ） 分析 结 果 进 行 比 较 ， 据 比 较 结 果 ， 出 ＸＫ７ 的 根 找 １ ７数
控铣床热特性的薄 弱部件 ， 而为提 高 Ｘ １ 从 Ｋ７ 控 铣 床 的 ７数
整机 热 特 性 指 明 了改 进 的 方 向．
作 者 简 介 ： 金 生 （ ９ ８ ）男 ， 江 台 州 人 ， 师 ， 士 ， 要 研 究 王 １７ 一 ， 浙 讲 硕 主 方 向为 计 算 机 辅 助设 计 与 制 造 ．
Ｇｒ ｕｐ Ｔｅ ｈ ｌ ｇｙ ＆ Ｐｒ ｄｕ ｔｏ ｏ ｒ ｚ ｉ Ｖ ｏ ． ｏ ｃ ｎｏ ｏ ｏ ｃ ｉｎ Ｍ ｄｅ ｎｉａｔｏｎ １ ２４， Ｎｏ． ２ ３， ００７
为 ０ １ ３ ｍｍ． ． ４
前端
图 ２ 轴 承 位 置 示 惹 图
对 于典型 的铣削 工 艺 ， 使用 立 铣 刀 （ 速 钢 ） 高 直 径 为 ４ ０ｍｍ， 数为 Ｚ 齿 一６ 对碳 钢进 行加 工 ， ， 其铣 削 深 度 ａ 一２ ０ｍｍ， 削宽 度 ａ 一２ｍｍ， 铣 每齿进 给 量 ａ 一０ ０ ， ． １ｍｍ， 速为 ３ ０ ／ ｉ ， 转 ５ ０ｒ ｒ ｎ 假设 工作 台上 的 ａ 能量沿 Ｘ方 向的分布 ， 图 ３所示 ． 如
维普资讯
安装 ， 设计 预紧 力为 ２０Ｎ， 承布置 如 图 ２所示 ‘ Ｏ 轴
３ 结果 分 析
图 ４为 主 轴 转 速 在 ３５ ０ｒｍｉ ０ ／ ｎ时 ， Ｋ７ ７数 Ｘ １ 控 铣床整 机温 度场 云 图． 图 中可以看 出 ， 从 铣床 温度 比较高 的部位 在 主轴 的 前支 承 部 位 ； 、 、 前 中 后支 承 的平均 温 度 值 分 别 为 ６ ． ３ ℃ ， ７ ４ ℃ ， ５ ３ ２１ ５． ４ ４． ５ ℃． ５为 Ｘ １ 数 控 铣床 整 机 热 变形 云 图 ， 图 图 Ｋ７ ７ 从 中可 以看 出 ， 主轴箱 前面部 分热 变形 比较 严重 ， 而主 要 影 响 加 工 精 度 的 主 轴 前 端 面 平 均 热 变 形 量
果 ， 出 Ｘ １ 数 控 铣 床 热特 性 的 薄 弱部 件 ， 而 找 Ｋ７ ７ 从
为提 高数控 铣床 的热 特性指 明了改进 的方 向．
关
键
词 ： 热 特 性 ； 限元 ； 控 铣床 有 数
中图 分 类 号 ： Ｔ ０ ． ５ Ｔ ４ 文献 标 识 码 ： Ａ Ｇ５ ２ １ ； Ｇ５ ７
一
图 １ 整机 有 限 元模 型
致［ 。 ｒ ｋ 等人 通过 实验 和有 限元 方 法研 究 ２ Ｍｏｉ ｉ ］ ｗａ
２ 分 析 条 件
Ｘ １ Ｋ７ ７数 控 铣 床 的 主 轴 系 统 前 支 承 采 用
收 稿 日期 ： ０ ７ ６ ２ ２ ０ —０ — ６
７ ２ Ｃ轴承 ， 对 串联 、 口朝 下 安 装 ， 间支 承 也 ００ 成 开 中 采用 ７ ２ Ｃ轴承 ， ００ 成对 串联 、 口朝 上安 装 ， 计 预 开 设 紧力 为 ５ ０Ｎ， 支承采 用 ７ １ Ｃ轴 承 ， ０ 后 ０８ 成对 背靠 背
棘 手 和 重 要 的 问题 ．
目前 ， 很多 学者通 过试验 和理 论分 析 ， 有 对机 床 的热 变形进行 研究 ． 如浙 江大学 ， 弹性 热接触 问题 对 用有 限元方法 进行 研 究 ， 且对 有 限元 系 统进 行 开 而
发 ， 应用 于 ＴＫ ９ ６数控 落 地 铣Biblioteka 镗 床 的 结 构 优 并 Ａ６ １
１ 整 机 有 限 元模 型
在机 械加 工 中 ， 工艺 系 统 在各 种 热 源 （ 擦 热 、 摩 切削热 、 环境 温 度 、 辐 射 等 ） 作 用 下 ， 生 温 度 热 的 产 场 ， 使机 床 、 具 、 致 刀 工件 、 具 等产 生 热 变形 ， 而 夹 从 影响工 件与 刀具 间的相对 位移 ， 造成 加工误 差 ， 而 进 考 虑到 Ｘ １ Ｋ７ ７数控铣 床 的结构相 当复 杂 ， 了 为
摘
要 ： 使 用 有 限元 方 法 ， 新 设 计 的 ｘ １ 对 Ｋ７ 控 ７数
了 由于环 境温 度 变化引起 的热 变形 对加 工 中心 的影 响 ． ］ 本文 将 通 过 有 限 元 方 法 ， 新 设 计 的 ＸＫ７ ７ 对 １ 数 控铣床 进行 整机 热特性 分析 ， 并与 ＸＫ １ ５ ０数控 铣 床 （ 成熟 产 品 ） 分 析 结 果 进 行 比 较 ， 据 比 较 结 的 根