某型号立式加工中心主轴冷却器系统热流固耦合热态特性分析

主轴热变形是影响数控机床加工精度的关键因素,识别主轴系统的热态特性,进而控制主轴热变形是提高机床整机精度的重要任务。文中以某企业实际生产的立式加工中心主轴系统为研究对象,建立其主轴冷却器系统的三维模型;利用ANSYS Module Designer生成流域的三维模型,再利用Mechanical对冷却器和流域进行单元划分,形成流场有限元模型,通过流场分析获得流体的温度分布、速度变化、压力变化及冷却器的温度分布;通过稳态热分析,求解得到分析模型的温度分布;将流场分析得到的流体边界面的压力载荷和稳态热分析得到的温度载荷数据传递给静力结构分析模型,求解得到其应力分布及热变形。分析结果可为主轴冷却器系统结构的进一步优化设计和控制主轴热变形提供技术支持。