机床主轴三维建模
th6213卧式镗铣加工中心的主轴部件主要由主轴、减速箱、主轴箱体以及其他 功能部件组成，如电机、冷却系统等。主轴对加工精度有着直接的影响，所以本章将 加工中心主轴作为研宄对象，对其热特性进行探宄。
加工中心主轴如图3.1所示，主轴分为内外两部分，外层是铣轴，轴向位置固定， 但是可以与内层一起高速旋转来完成铣加工过程；内层是镗轴，可以沿轴向滑动来完 成镗加工过程；内外层之间通过平键-键槽链接，二者一起构成了th6213卧式镗铣加 工中心的主轴。主轴总长度为2330.5_，直径为221.4mm的一端用来安装刀具；直 径为75mm —端与松刀缸配合安装。在主轴的旋转过程中，主要热源为主轴轴承旋转 所产生的热量，这些热量以热传导的方式，传递给主轴并引起温度的升高。
主轴温度场的分布，与其装配的各个零件对其都有影响：主轴上安装的几个轴承 是引起主轴温升的主要热源，同时，它们所产生的热量，除了以热传导的方式传给主 轴之外，也有部分热量传递给其他与其有配合接触的零件；主轴传动齿轮因摩擦而产 生热量，也会通过热传导的方式传递给主轴；主轴套筒外端有螺旋形凹槽，其中通有 冷却液，会带走一部分热量；主轴箱体与主轴之间也会发生热量的交换。机床主轴在 运转过程中受到上述热量的影响，发生热膨胀、热收缩等变形，直接地影响了机床的 加工精度。所以，本章主要研宄的内容为主轴、主轴轴承、主轴传动齿轮以及机床主 轴箱等零件相互之间的影响，后，将这些零件的装配体整体作为有限元热分析研宄 对象，得出机床主轴箱的温度场分布以及热变形情况。
th6213卧式镗铣加工中心采用的是卧式机械主轴箱，如图3.2所示。主轴通过主 轴齿轮与zf箱中的传动齿轮相连接，然后通过轴承固定在主轴箱之内，主轴箱通过 滑轨与机床床体连接。主轴箱尺寸如图3.2所示：
在机床有限元三维建模过程中，模型中较小的，或者对机床传热、散热不起作用 或者作用很小的圆角、螺纹、凸台、倒角以及细小的沟槽等特征忽略，这样可以避免 在有限元分析过程中，因为这些细小的特征而产生大量的节点和单元，从而有效地缩 短计算时间，同时，也保证了有限元模拟分析的精度。