基于热-流-固耦合建模的精密机床主轴差异冷却策略优化

摘要：

针对以往的热模拟方法很难准确预测主轴的热行为,采用了一种热-流-固耦合主轴有限元建模方法,用于精确模拟流动冷却液与主轴结构之间的传热过程.并且在所建立的主轴热特性模型基础上还提出了一种差异冷却策略(冷却液供给温度和流量)的优化方法.该方法根据给定的主轴加工条件(如4 000 r/min转速和20℃环境温度)得出优化的差异冷却策略,优化的差异冷却策略和给定的加工条件的综合作用,使主轴具有良好的热性能(稳定的温度场和最小的热误差).最后,基于差异化的冷却装置进行实验,实验验证了该热-流-固耦合有限元主轴建模方法的可靠性,优化的差异冷却策略能有效地稳定主轴温度场.此外,还验证了稳定的主轴温度场能使主轴热误差最小.

关键词：内装式电主轴、热-流-固耦合、温度场、热误差、差异冷却策略优化

所属期刊栏目：52

分类号：TG502;TH161.4(金属切削加工及机床)

资助基金：天津市自然科学基金;河北省高校青年拔尖人才项目;教育部春晖计划;江苏省精密与微细制造技术重点实验室开放基金项目

在线出版日期：2023-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：16-23