重型數(shù)控車銑復(fù)合靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)熱特性調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、重型數(shù)控機(jī)床主要為航空航天、船舶工業(yè)、汽車制造等機(jī)械制造領(lǐng)域加工大型零部件，其性能的優(yōu)劣直接決定了我國(guó)裝備制造業(yè)的水平。重型數(shù)控車銑機(jī)床的大自重、重負(fù)荷切削特性加之應(yīng)用復(fù)雜環(huán)境的特點(diǎn)導(dǎo)致其整機(jī)及關(guān)鍵組件的熱機(jī)理復(fù)雜，對(duì)加工誤差產(chǎn)生較大影響。其中，熱變形導(dǎo)致的誤差約占總誤差的40～70％。靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)作為重型數(shù)控車銑機(jī)床的關(guān)鍵部件之一，對(duì)其熱變形進(jìn)行有效控制已成為重型機(jī)床提高加工精度和機(jī)床精度穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此，開展重型數(shù)控車銑復(fù)合靜

2、壓轉(zhuǎn)臺(tái)熱特性調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用對(duì)改進(jìn)和提升重型數(shù)控車銑機(jī)床加工性能有著重大意義。
　　本文以靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的油膜熱特性產(chǎn)生機(jī)理及其控制技術(shù)為研究對(duì)象，通過搭建的靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開展了如下幾方面的研究：
　　1.基于流體力學(xué)、摩擦學(xué)和有限元分析等相關(guān)理論，開展了靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)熱特性數(shù)值仿真和理論分析。根據(jù)試驗(yàn)對(duì)象結(jié)構(gòu)參數(shù)建立了油墊油膜、工作臺(tái)幾何模型，基于ANASYS Workbench平臺(tái)開展了不同粘度效應(yīng)下的油膜發(fā)熱規(guī)律分析，并

3、為選擇合適的液壓油提供理論依據(jù)；通過理論公式推導(dǎo)和有限元數(shù)值仿真分析，比較了圓形、扇形油墊油膜的熱特性規(guī)律，為重型機(jī)床靜壓工作臺(tái)油墊設(shè)計(jì)提供技術(shù)參考；建立了溫度、轉(zhuǎn)速和載荷與轉(zhuǎn)臺(tái)熱變形關(guān)系數(shù)學(xué)模型，為溫度控制提供理論參考。
　　2.采用計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)，結(jié)合溫度傳感器、位移傳感器和數(shù)據(jù)采集卡等相關(guān)硬件設(shè)備，搭建了重型數(shù)控靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)熱特性檢測(cè)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)靜壓油膜溫度、靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)工作環(huán)境溫度和工作臺(tái)熱變形的科學(xué)測(cè)量。并開展熱特性試驗(yàn)，測(cè)試

4、結(jié)果驗(yàn)證了仿真分析方法的正確性和有效性。
　　3.開展了重型數(shù)控靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)溫控技術(shù)研究?；?ARM開發(fā)板編寫了的串口傳輸、數(shù)模轉(zhuǎn)換程序；基于LabVIEW開發(fā)了STM32串口數(shù)據(jù)通信、模糊PID自整定算法的溫度控制模塊。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明了提出的溫控策略的有效性和實(shí)用性。
　　4.采用SQL Server2008數(shù)據(jù)庫(kù)和VB.NET平臺(tái)，開發(fā)了重型數(shù)控靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)熱特性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜熱特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的查詢、編輯、處理和管