臥式鏜銑加工中心的主軸三維建模
機床主軸三維建模TH6213臥式鏜銑加工中心的主軸部件主要由主軸、減速箱、主軸箱體以及其他 功能部件組成，如電機、冷卻系統(tǒng)等。主軸對加工精度有著直接的影響，所以本章將 加工中心主軸作為研宄對象，對其熱特性進行探宄。加工中心主軸如圖3.1所示，主軸分為內(nèi)外兩部分，外層是銑軸，軸向位置固定， 但是可以與內(nèi)層一起高速旋轉(zhuǎn)來完成銑加工過程；內(nèi)層是鏜軸，可以沿軸向滑動來完 成鏜加工過程；內(nèi)外層之間通過平鍵-鍵槽鏈接，二者一起構(gòu)成了TH6213臥式鏜銑加 工中心的主軸。主軸總長度為2330.5_，直徑為221.4mm的一端用來安裝刀具；直 徑為75mm —端與松刀缸配合安裝。在主軸的旋轉(zhuǎn)過程中，主要熱源為主軸軸承旋轉(zhuǎn) 所產(chǎn)生的熱量，這些熱量以熱傳導(dǎo)的方式，傳遞給主軸并引起溫度的升高。主軸溫度場的分布，與其裝配的各個零件對其都有影響：主軸上安裝的幾個軸承 是引起主軸溫升的主要熱源，同時，它們所產(chǎn)生的熱量，除了以熱傳導(dǎo)的方式傳給主 軸之外，也有部分熱量傳遞給其他與其有配合接觸的零件；主軸傳動齒輪因摩擦而產(chǎn) 生熱量，也會通過熱傳導(dǎo)的方式傳遞給主軸；主軸套筒外端有螺旋形凹槽，其中通有 冷卻液，會帶走一部分熱量；主軸箱體與主軸之間也會發(fā)生熱量的交換。機床主軸在 運轉(zhuǎn)過程中受到上述熱量的影響，發(fā)生熱膨脹、熱收縮等變形，直接地影響了機床的 加工精度。所以，本章主要研宄的內(nèi)容為主軸、主軸軸承、主軸傳動齒輪以及機床主 軸箱等零件相互之間的影響，最后，將這些零件的裝配體整體作為有限元熱分析研宄 對象，得出機床主軸箱的溫度場分布以及熱變形情況。TH6213臥式鏜銑加工中心采用的是臥式機械主軸箱，如圖3.2所示。主軸通過主 軸齒輪與ZF箱中的傳動齒輪相連接，然后通過軸承固定在主軸箱之內(nèi)，主軸箱通過 滑軌與機床床體連接。主軸箱尺寸如圖3.2所示：在機床有限元三維建模過程中，模型中較小的，或者對機床傳熱、散熱不起作用 或者作用很小的圓角、螺紋、凸臺、倒角以及細小的溝槽等特征忽略，這樣可以避免 在有限元分析過程中，因為這些細小的特征而產(chǎn)生大量的節(jié)點和單元，從而有效地縮 短計算時間，同時，也保證了有限元模擬分析的精度。