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在机床的加工过程中,其精度和加工误差都要受到热变形的影响。许多因素会使机床发热,导致热变形,诸如运动源的能量耗损、材料的切削加工、运动件的相互摩擦和外部环境的影响。为了很好地分析热变形以及提供热误差补偿,机床构件热变形模型的建立就显得至关重要。在数控机床的加工过程中,滚珠和导轨分别作为传动定位部件和支撑导向部件,其热变形会对加工精度产生严重的影响。基于上述原因文章主要做了以下几个方面的工作: (1)建立机床丝杠进给系统单件及组件的三维模型,并采用手动控制与自由控制相结合的方法对其进行网格划分,确立边界条件,建立了该系统的热特性分析有限元模型,为系统温度场和热变形分析奠定了基础。 (2)分析机床丝杠进给系统的热源,其次依据确定的工况和热载荷条件,通过计算得到主要热源的发热率与各部件边界条件,最后将主要部件发热率与各部件边界条件代入模型中,详细分析研究丝杠系统的热变形。通过ANSYS软件分别分析出稳态、瞬态时的温度场与热变形云图。 (3)在有限元分析方法得到的结果的指导作用下,设计了相关的滚珠丝杠进给系统的热误差实验,通过实验分析了其在一定进给速度下的温升与丝杠定位误差之间的关系。并利用多元线性回归方法对数控机床热误差进行建模,通过热变形量模拟值、真实值的比较,验证了热误差模型的准确性。