2005 年8月第7卷第 8 期
中国工程科学
Engineering Science
Aug. 2005
Vol17 No18
研究报告[收稿日期] 2004 - 12 - 09 ; 修回日期 2005 - 01 - 12
[作者简介] 王金生 (1978 - ) , 男,浙江台州市人 , 台州职业技术学院助教 , 硕士研究生
带冷却系统的 XK717 数控铣床
主轴部件热特性分析
王金生 , 胡如夫 , 巫修海
(台州职业技术学院 , 浙江台州 318000)
[摘要] 机床主轴系统是机床的核心部件 , 其热特性的好坏 , 直接影响机床的加工精度 ; 以建立主轴系统的
有限元模型 , 结合主轴系统与普通水箱之间的冷却模型 , 对带有冷却套的主轴系统进行了热特性分析 , 得出了
主轴系统的热特性曲线 ; 根据分析结果 , 对XK717 数控铣床主轴部件冷却套的布局进行了改进设计 , 为优化数
控铣床主轴系统提供了理论依据.
[关键词] 热特性 ; 有限元 ; 优化设计 ; 数控铣床
[中图分类号] TG502115 ; TG547 [文献标识码] A [文章编号] 1009 - 1742 (2005) 08 - 0084 - 05
1 引言机床主轴系统是机床的核心部件.在加工过程
中,主轴温度升高不仅影响主轴位置精度 , 造成主
轴轴承负载的增加 , 而且 , 作为机床热源之一 , 将
直接影响机床的加工精度.因此 , 如何减少轴承发
热,提高机床主轴热特性 , 是非常重要的.
目前 , 很多学者通过试验和理论分析 , 对主轴
系统的热特性进行了研究.如Kim Sun2Min 等人
研究了主轴轴承的装配公差和主轴支承结构的热变
形对高速主轴系统热特性的影响[1 ]
.Moriwaki 等
通过实验研究了超精密机床的空气主轴系统的热特
性[2 ]
, 得出了热变形与主轴转速和环境温度之间
的传递函数 , 并通过热变形补尝方法减小了机床的
热误差.Choi Jin2Kyung 等应用有限元方法对主轴
轴承系统进行了热特性研究[3 ]
, 根据试验结果与
计算结果的比较 , 通过修正主轴表面的换热系数 ,
使实验结果与计算结果十分吻合.蒋兴奇等以传热
学、滚动轴承摩擦学和动力学为理论基础[4 ]
, 以B7005C/ P4 轴承为例 , 建立了考虑摩擦热和预紧
方式影响的主轴轴承动力学模型 , 分析了轴承的摩
擦力矩、运动、载荷和刚度 , 研究了轴承的热特
性,并进行了试验验证.笔者通过建立主轴系统的

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