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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 机床热变形国内外研究现状3

1.2.1 机床热变形机理及热变形数学模型3

1.2.2 机床热变形测试7

1.2.3 接触面热阻对机床热变形影响的研究8

1.2.4 减小机床热变形的途径9

1.3 导轨磨削与导轨磨床国内外研究现状19

1.4 导轨磨床导轨的结构及特点23

1.4.1 对导轨的要求23

1.4.2 导轨的种类和特点24

1.4.3 导轨磨损量对加工精度的影响实例28

1.5 本书主要内容29

第2章 机床床身导轨自准直设计原理和设计方法31

2.1 地基变形及其稳定性31

2.1.1 地基变形与地基应力31

2.1.2 地基处理34

2.2 机床基础的变形及其稳定性35

2.2.1 机床基础的形式35

2.2.2 影响基础变形的因素36

2.3 环境温度变化对机床基础变形规律的分析38

2.3.1 机床基础温度分布规律的理论分析38

2.3.2 机床基础变形规律的理论分析40

2.4 温度变化对机床床身精度的影响44

2.4.1 床身通过垫铁与基础固接时环境温度变化对床身精度的影响44

2.4.2 床身通过垫铁浮放在基础之上时摩擦热对床身精度的影响46

2.5 导轨磨床床身导轨的自准直设计原理和设计方法48

2.5.1 消除或减少环境温度变化对导轨磨床床身导轨几何精度影响的方法48

2.5.2 床身导轨自准直设计原理50

2.5.3 等横截面梁的自准直设计方法51

2.5.4 非等横截面床身的自准直设计方法54

2.6 导轨磨床床身导轨爬行的临界速度确定57

2.6.1 数控机床运动部件爬行机理57

2.6.2 数控机床运动部件爬行力学模型及微分方程58

2.6.3 数控机床运动部件爬行临界速度59

本章小结60

第3章 导轨磨床床身-基础系统热态特性和力学特性分析及其优化设计62

3.1 概述62

3.2 导轨磨床床身-基础系统热态特性分析63

3.2.1 机床基础沿高度方向的温度分布63

3.2.2 导轨磨床床身-基础系统纵向弯曲刚度对床身导轨热变形的影响64

3.3 导轨磨床床身-基础系统静力特性分析68

3.3.1 导轨磨床床身-基础系统刚度68

3.3.2 导轨磨床床身-基础系统静力特性模型的建立及其有限元分析69

3.4 导轨磨床床身-基础系统动力特性分析72

3.4.1 进行导轨磨床床身-基础系统动力特性分析的目的72

3.4.2 导轨磨床床身-基础系统动力特性模型的建立及其有限元分析72

3.5 自准直导轨磨床床身及基础有限元优化设计78

3.5.1 有限元优化设计的一般步骤78

3.5.2 自准直导轨磨床床身有限元优化设计79

3.5.3 自准直导轨磨床基础的有限元优化设计83

3.5.4 自准直导轨磨床床身-基础系统优化结果分析85

本章小结86

第4章 试验方法与试验装置87

4.1 地基稳定性试验87

4.1.1 地基稳定性试验原理87

4.1.2 试验方案87

4.1.3 地基模型及地基变形检测90

4.2 床身导轨自准直特性模拟考证试验92

4.2.1 床身模拟件92

4.2.2 床身模拟件温度场分布公式的推导93

4.2.3 床身模拟件的热态特性分析96

4.2.4 试验装置100

4.2.5 床身模拟件变形测点布置和变形测量101

4.3 床身导轨几何形状精度测量101

4.3.1 用自准直仪测量导轨的直线度102

4.3.2 用水平仪检测两导轨间的平行度104

4.4 环境温度变化对床身-基础系统温度分布影响试验105

4.4.1 实验室内温度沿高度方向分布试验105

4.4.2 基础温度沿高度方向分布试验106

本章小结106

第5章 试验结果分析108

5.1 地基稳定性试验结果分析108

5.2 床身导轨自准直特性模拟考证试验结果分析115

5.3 自准直导轨磨床磨削加工试验结果分析117

5.4 环境温度变化的测试结果分析121

5.4.1 实验室内温度分布的测试结果分析121

5.4.2 基础温度分布的测试结果分析122

本章小结124

参考文献125