随着机床精度的不断提高,机床进给系统热力耦合特性对机床最终的加工精度乃至整机性能的影响也越来越明显。滚动直线导轨是数控机床进给系统中常见的关键功能部件之一,研究滚动直线导轨的热力耦合特性,对于进一步研究进给系统特性对机床整机性能的影响,实现机床整机性能的提升具有重要的意义。本文以某公司生产的HSR系列滚动直线导轨为研究对象,对其热力耦合特性理论建模和仿真分析过程中的关键技术问题进行研究,并构建了滚动直线导轨实验平台,验证了理论建模和仿真分析的正确性。论文进行的主要研究工作具体如下:(1)查阅了国内外研究滚动直线导轨的文献,综述了导轨的国内外研究情况和最近进展,确定了本论文的研究内容及研究方法。(2)研究了滚动直线导轨的摩擦特性。建立了导轨接触区理论模型,研究了滚动直线导轨接触区摩擦力的产生机理,进而研究了导轨所承受外力、导轨副的接触力以及摩擦力间的关系模型,并对接触区的基本参数进行了求解,为滚动直线导轨的有限元分析研究提供了基础数据。(3)建立了滚动直线导轨副温度场和应力场的理论模型。基于滚动直线导轨的导热微分方程,建立了导轨系统温度场以及应力场模型,研究了导轨系统的温度分布规律以及应力随温度的变化关系,为深入研究导轨热力耦合特性提供理论依据。(4)采用大型有限元分析软件,建立了滚动直线导轨热力耦合特性仿真分析模型。计算求解得到滚动直线导轨副的温度场分布,研究了导轨温度随时间的变化规律;并将结构分析与热力耦合分析应力与位移进行了对比分析,研究了热特性与力学特性间的相互影响。(5)构建了滚动直线导轨热特性测试实验装置,对导轨热特性进行实验研究。利用铂热电阻传感器对实际工作状态下的导轨系统进行温度的测量,并且将有限元仿真结果同实验得到的数据进行对比分析。综上所述,本论文对滚动直线导轨热力耦合特性的研究,为深入研究导轨对机床的影响规律提供了依据,对于机床生产厂家合理地选择导轨具有一定的指导意义。