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喷油嘴是电控共轨柴油喷射系统的关键部件,其加工精度要求较高。中孔座面磨床是用于精密磨削喷油嘴的重要设备。众所周知,热态特性是衡量磨床加工精度的重要指标,本文较为系统地开展WX-2017中孔座面磨床及其关键部件的热态特性研究,具体内容如下: (1)基于Pro/E软件,建立中孔座面磨床及其关键部件的CAD模型,运用ANSYS软件对模型进行离散化处理,建立其有限元热分析模型;基于传热学理论,分析磨床整机的能量流模型。 (2)基于滚动轴承分析方法,分析计算轴承的摩擦损耗;确定自然对流与强制对流状态下的Re数与Nu数等相似准则数,基于单相对流传热的实验关联式,分析计算磨床散热表面的对流换热系数。 (3)基于ANSYS软件的热分析模块,开展磨床关键部件的热态特性分析:分析主轴箱驱动电机对主轴箱热态特性的影响;以电主轴关键零件温升为优化目标,对电主轴内冷却介质流量开展灵敏度分析,完成电主轴的优选热设计。 (4)开展磨床整机热态特性研究,以磨床关键部件端部热位移和磨削加工误差为优化目标,针对“二次热源”切削液的不同温度开展灵敏度分析,获得恰当的切削液温度。 分析结果表明:完成电主轴的优选热设计后,显著提高了电主轴的热态性能,其端部热位移分别减小了8.99μm、6.25μm和1.52μm;切削液温度定为29℃时,中孔与座面磨削误差均低于1.7μm;电机对主轴箱及磨床整机热态性能的影响不容忽略。