仪器仪表学报

作者：戴 野，战士强，王建辉，宣立宇，王 刚

单位：戴 野,1. 哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室,,战士强,1. 哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室,,王建辉,1. 哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室,,宣立宇,1. 哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室,,王 刚,2. 宁波天控五轴数控技术有限公司,

关键词：高速电主轴;键合图;热力学特性;热误差建模;热固耦合

基金：国 家 自 然 科 学 基 金 ( 52075134 )、 黑 龙 江 省 自 然 科 学 基 金 ( LH2019E062 )、 黑 龙 江 省 普 通 高 校 基 本 科 研 业 务 费 专 项(LGYC2018JC040)、黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划项目( UNPYSCT- 2017077)、黑龙江省博士后专项经费项目( LBHQ20097)资助

高速电主轴工作过程中产生大量的热,导致主轴前端产生热变形,严重影响主轴加工精度。本文提出变压预紧力电主轴热误差预测模型,将传热学理论计算与键合图模型相结合,可实时且准确预测同类结构的电主轴热伸长。建立主轴的热-固耦合模型,通过有限元分析得到耦合作用下主轴温度场分布规律;根据温度场分布规律及热能流向,运用热力学理论将主轴整体模型划分节点,并计算出节点的热参数;搭配20-sim平台构建主轴热学键合图模型,将关键节点温度实时监测模块与热伸长模块关联,针对鼻端热伸长量,计算各关键点热变形并完成热误差建模。实验验证表明,所建立的键合图预测模型误差在0.5μm之内,研究成果可为不同工况下的智能电主轴实时热误差补偿提供理论基础。

来源：2021年第5期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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