基于热弹性理论与温度场积分中值定理的电主轴热误差研究

摘要

电主轴热误差的精确建模较困难，且大多数仅关注轴向热误差而忽略径向热误差。因此，提出了基于热弹性理论与温度场积分中值定理的热误差建模方法。用热弹性理论建立了电主轴轴承温度—热变形模型，将积分中值定理运用在轴向热误差建模中，得到了关键点温度—轴向热变形的线性模型，仅需一个传感器测量关键点温度就可得到主轴末端伸长量。分析电主轴径向和轴向误差机理，得到耦合热误差模型。设计了利用球杆仪快速测量电主轴热误差的新方法，将误差理论建模数据与实际测量数据作对比，验证了其可行性，并将热误差模型导入自主开发的外挂式误差补偿器中，实验表明加工孔径热误差降低了73.5%左右，证明该方法合理、有效。