机械与电子
機械與電子
궤계여전자
MACHINERY & ELECTRONICS
2014年
4期
7-11
,共5页
焦瑶%孙立剑%洪海波%殷跃红
焦瑤%孫立劍%洪海波%慇躍紅
초요%손립검%홍해파%은약홍
热导率%超精密光学磨床主轴%温度场分布%结构优化
熱導率%超精密光學磨床主軸%溫度場分佈%結構優化
열도솔%초정밀광학마상주축%온도장분포%결구우화
thermal conductivity%ultra preci-sion optical machine spindle%temperature field dis-tribution%structure optimization
为了提高所设计的超精密光学磨床精度和提高温度场分析的准确性,利用有限元分析软件ANSYS和热力学理论,分析了超精密光学磨床主轴的温度场分布。首先,建立自由电子气模型,计算出自主设计的超精密光学磨床主轴材料的热导率;进而研究分析不同结构、不同环境下机床主轴的温升规律;最后,提出了基于热力学分析结果的一系列主轴结构优化方法,采取对主轴和点接触件进行优化设计,减小热源与主轴之间的接触面积等方法,减小机床主轴的热变形,从而提高超精密光学磨床的精度。
為瞭提高所設計的超精密光學磨床精度和提高溫度場分析的準確性,利用有限元分析軟件ANSYS和熱力學理論,分析瞭超精密光學磨床主軸的溫度場分佈。首先,建立自由電子氣模型,計算齣自主設計的超精密光學磨床主軸材料的熱導率;進而研究分析不同結構、不同環境下機床主軸的溫升規律;最後,提齣瞭基于熱力學分析結果的一繫列主軸結構優化方法,採取對主軸和點接觸件進行優化設計,減小熱源與主軸之間的接觸麵積等方法,減小機床主軸的熱變形,從而提高超精密光學磨床的精度。
위료제고소설계적초정밀광학마상정도화제고온도장분석적준학성,이용유한원분석연건ANSYS화열역학이론,분석료초정밀광학마상주축적온도장분포。수선,건립자유전자기모형,계산출자주설계적초정밀광학마상주축재료적열도솔;진이연구분석불동결구、불동배경하궤상주축적온승규률;최후,제출료기우열역학분석결과적일계렬주축결구우화방법,채취대주축화점접촉건진행우화설계,감소열원여주축지간적접촉면적등방법,감소궤상주축적열변형,종이제고초정밀광학마상적정도。
In order to ensure the accuracy of temperature field distribution analysis and improve the machine precision ,a thermal conductivity anal-ysis model based on thermodynamic theory and fi-nite element analysis is presented .Firstly ,free e-lectron gas model and Debye model are applied to calculate the thermal conductivity of main materi-als of ultra precision optical machine spindle . T hen the temperature rise law of the spindle under different structures and situations is analyzed ,a structure optimization method of ultra precision optical machine spindle is finally presented by re-ducing the contact area between the heat source and spindle ,optimizing the connections between spindle and point contact components .As a re-sult ,the thermal deformation is reduced and the machine accuracy is improved .