基于田口法的数控磨床主轴系统多目标热设计

摘要

机床主轴系统的热态特性是决定高精密数控机床加工精度的最关键因素之一.结合田口法和有限元法对杭州某机床厂的高精度数控磨床主轴系统进行了多部件、多参数、多目标的热设计,相对于单纯采用有限元分析,引入了田口法的热设计只要在完成较少次数的仿真模拟后,就能得出一种较优组合,从而降低开发时间和成本.通过研究发现,冷却道相对主轴距离B对主轴系统的热态特性影响最大,主轴支承跨距L和主轴箱侧面槽深C对主轴系统的总质量影响较大.热设计后的主轴系统比原主轴系统的热变形量、最高温度以及材料质量分别降低了7.58％、2.17％和2.78％,有效地改善了主轴系统的热态特性,达到提高加工精度的目的,给高精数控机床的优化设计提供了一定参考.