电主轴热特性分析与基于自然指数的热误差建模

提出了一种基于自然指数的数控机床电主轴热误差建模方法。通过对电主轴结构及温度场的分析，得到用于电主轴热特性有限元分析的几何模型和热边界条件，利用ANSYS对电主轴进行热特性有限元仿真分析，得到电主轴的稳态温度场与稳态变形场。电主轴任意转速下的热误差可通过自然指数模型来描述，但需要确定任意转速下的热平衡时间常数和稳态热误差两个参数，为此给出了两个参数的计算方法。在一台加工中心上进行任意转速下的电主轴热误差测量实验，结果表明：自然指数模型具有很好的鲁棒性和很高的准确性。