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随着数控机床向高速度、高精度、复合化、智能化方向发展,双轴驱动的进给系统也开始应用于高档加工中心,用以抑制因高速进给时所产生的振动。例如,日本的森精机为重心驱动。该机构的特点是通过两根滚珠丝杠按住移动结构物的重心以抑制振动,具有缩短加工时间、提高真圆度、延长刀具寿命等许多优点。但是,由于机床移动部件间的彼此位置不断变化引起机床运动部件重心位置的变化,造成力矩的不平衡,引起驱动系统不必要的弹性变形,进而诱发振动,影响加工精度。双驱动方式尽管会在很大程度上抑制振动产生,但双驱动系统也有其自身难以避免的缺点——引入同步误差。数控机床的定位精度是反映机床性能的一项重要指标,是影响工件加工精度的重要因素。两传动系统的同步性是影响数控机床定位精度的主要因素之一。滚珠丝杠螺母副作为数控机床进给系统的关键传动件,它的精度至关重要。在机床工作过程中,影响滚珠丝杠精度主要因素有:导程误差、预拉伸和两滚珠丝杠由于负载的不均衡而造成扭矩的变动差异性、热温升差异量。其中热温升差异量的产生是由于滚珠丝杠和螺母、轴承座上轴承内外圈相对运动所产生的热变形,它严重影响定位精度的主要因素之一。本课题是兰州理工大学、青海一机和华中科技大学共同承担的2010年高档数控机床与基础制造装备科技重大专项——动梁无滑枕立式铣车复合加工中心(2010ZX04001-032)研制中的子课题,针对以上问题对机床双驱滚珠丝杠进给系统的温度场以及热变形的数学模型、边界条件计算、热特性分析等方面进行了研究。主要内容如下:1.对动梁无滑枕立式铣车复合加工中心进行了介绍,明确了机床主要技术指标。对双驱滚珠丝杠传动系统的温度场与热变形进行了研究。2.利用有限元法建立温度场的数学模型,基于热弹性和有限元原理建立热变形的有限元方程并建立机床滚珠丝杠进给系统Solid Works模型。分析滚珠丝杠进给系统的热源,计算发热量,确定热量传递方式与边界条件,用ANSYS Workbench软件对其进行网格划分并计算出滚珠丝杠进给系统的温度场分布,分析温度场的变化。3.以ANSYS Workbench通用有限元分析软件为工具,把稳态温度作为热载荷加载到有限元模型上。结合滚珠丝杠进给系统的约束,计算滚珠丝杠进给系统的热变形。4.阐述了滚珠丝杠热变形的检验标准及热变形基本理论,并提出了相应的热误差抑制措施。