直线导轨精密磨削过程的温度场建模与仿真研究开题报告
2020-09-15 22:03:49
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1背景随着现代科学技术和社会生产力的不断发展,对机械加工产品的质量提出了越来越高的要求。在现代制造业工业产品的加工过程中,加工设备的高速化、高精化是一个必然的发展趋势。经研究发现,加工过程中,加工精度不足的问题主要由振动特性和热特性而引起的。[1] 很多学者和专家在研究中发现,加工过程中的热传递导致的变形和残余应力是造成机床加工误差的主要因素;英国伯明翰大学j.peckenik研究表明,在加工过程中40%-70%的误差来源于温度场不均匀和结构热变形。[2] 而切削加工作为机床最重要的加工方式之一,在加工工件的过程中将产生大量的切削热,工件因此产生不均匀的温度场,导致加工工件的结构热变形和残余应力的产生,最终影响工件的加工精度。随着数控机床加工的高精度、高刚度、高速度不断发展,机床加工过程中工件的热态性能以及残余应力的研究越来越受到人们的重视。
精密机床直线导轨是机床的重要组成部分,在加工过程中起到导向和支承作用,保证运动部件在外力的作用下能准确地沿着正确的方向运动。直线导轨自身的精度是被加工工件精度的重要保证。在直线导轨的加工过程中,磨削刀具与直线导轨的相对运动会产生大量的摩擦热,会在导轨内产生热传递。不均匀的热量传递形成的温度场则会引起残余应力与变形,影响直线导轨的加工精度,最终导致精密机床在加工过程中工件加工精度的降低。由此表明,如何通过建立直线导轨磨削加工过程的温度场、分析导轨热特性、减少导轨加工过程的残余应力,提高直线导轨的加工精度将是非常重要的一部分。
1.2研究目的与研究意义
对高精度机床直线导轨热态性能研究是研究制造高精度、高性能的数控机床的关键部分,为产业化应用提供技术支撑,是我国在“高精尖”数控装备方面突破技术封锁的必由之路,是数控技术领域创新性发展的重要任务之一。直线导轨精密磨削过程的温度场研究有助于分析精密机床直线导轨在磨削加工过程中热变形,提高导轨导向精度,从而提高精密机床的加工精度。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究的基本内容
1、研究直线导轨精密磨削过程温度场变化状态;
2.研究直线导轨精密磨削过程温度场理论建模;
3.运用有限元法对直线导轨精密磨削过程的温度场进行仿真分析;
3. 研究计划与安排
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 汪淳. xk2535镗铣床工作面导轨温度场分析及实验研究[d]. 湖北工业大学, 2013.
[2] bryan j. international status of thermal error research (1990)[j]. cirp annals - manufacturing technology, 1967, 39(2):645-656.
[3] 孙志礼, 杨强, 高沛,等. 基于有限元法的机床导轨热特性研究[j]. 东北大学学报自然科学版, 2011, 32(7):1000-1003.