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机床性能的好坏直接影响着制造业的水平,提高机床的加工性能对于制造业有很大的帮助。本文应用有限元分析软件从动刚度和热刚度两方面对MK2110高速高精度内圆磨床进行了动态和热态的分析以及优化,提高了磨床的动态特性,揭示了磨床工作时各部分热源对其热态性能的影响。
在动态特性分析中论文以整机谐响应为评价指标,分析了磨床整机和部件的动态特性,计算数据表明原床身存在刚度不足的缺陷,采用有限元法对磨床床身进行了优化,通过优化前后整机模态参数以及谐响应数值的对比,肯定了优化的效果,提高了磨床的动态特性,并验证了经验分析中不同的筋板布局对床身有不同作用的结论。通过上述研究,显著提高了原磨床的动态特性。
在热特性分析中论文考虑了影响磨床热特性的主要热源,并在确定边界条件的基础上分析了各热源单独作用时对磨床热特性的影响。论文首次提出将切削液作为热源,分析了切削液作为“二次热源”带来的影响,指出了一般文献中忽略切削液作为热源的模型偏差。为得到更准确的模型,修正建模时因轴承简化带来的刚度偏差,论文利用等效法通过对轴承材料参数的优化来模拟其刚度特性。在上述分析基础上利用有限元提供的耦合模块计算磨床的热变形,指出了因为热变形引起的磨削精度的偏差,得出各热源单一作用时在其中所做的贡献。除了揭示磨床温度场以及变形场外,研究同时表明:切削液作为“二次热源”对磨床的热特性会产生较大的影响,在分析时不应该忽略。