对主轴箱温度分布进行了研究,通过建立有限元模型并计算热源,利用ANSYS有限元软件对主轴箱进行稳态热分析、瞬态热分析和热-结构耦合分析,并通过实验对主轴箱热态特性进行测试。实验采用在加工过程中可直接测量的主轴中心点偏移来测量X、Y方向主轴热误差,采用Buttord算法对实验数据进行滤波处理,并绘制主轴中心点轨迹偏移图。结果表明,整个主轴箱温度场分布很不均匀,温度相差较大,主轴需400 s达到稳态热平衡;前、后轴承的温度变化趋势基本一致;主轴箱径向(Y轴)变形最大,为4.6692μm。

针对立式加工中心建立了整机有限元模型,并对其动态特性进行了仿真分析和试验验证。经仿真结果和实验数据的对比,验证了有限元模型的准确性。通过对整机动态特性分析,发现主轴箱和横梁为影响加工精度的敏感部位,为后续结构优化提供参考依据。