超精密光学磨床主轴的温度场分布及其优化设计  被引量:3

Distribution of Temperature Field and Structure Optimization of Ultra-precision Optical Machine Spindle

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作  者:焦瑶[1] 孙立剑[1] 洪海波[1] 殷跃红[1] 

机构地区:[1]上海交通大学机器人研究所,上海200240

出  处:《机械与电子》2014年第4期7-11,共5页Machinery & Electronics

基  金:国家重点基础研究发展计划("九七三"计划)资助项目(2011CB013203)

摘  要: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。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 .

关 键 词:热导率 超精密光学磨床主轴 温度场分布 结构优化 

分 类 号:TG584[机械工程—精密仪器及机械]

 

参考文献:

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