陈水胜， 罗 攀， 华中平， 戴 晨

(1 湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068； 2 武汉国威重型机械制造有限公司， 湖北 武汉 430223)

在XK2535定梁龙门移动式镗铣床中，横梁是支撑滑枕、主轴箱、镗铣头的关键部件．机床在切削工作时，由于横梁与溜板导轨副的滑动摩擦生热会导致横梁受热产生变形，其热变形直接影响到数控机床的定位精度，是影响加工精度的主要因素之一．研究表明，在精密加工过程中，数控机床因热变形导致的加工误差可能占到总误差的40%～70%[1]．因此，横梁的热特性分析对机床精度稳定性和运行可靠性的提高非常重要．本文以XK2535镗铣床加工中心的横梁为研究对象，通过SolidWorks软件建立实体模型，用ABAQUS对其进行热特性分析，利用传热学经典理论对结果进行分析[2]，为进一步提高机床精度提供参考．

1 横梁部件的有限元建模

利用Solid works软件建立横梁部件的实体模型如图1所示，再导入ABAQUS进行计算分析．导入前需要进行模型的相应简化处理，忽略模型中的小特征．

图 1 横梁部件实体模型

由于镗铣头比较复杂，故不对其建模．建模完成后在ABAQUS中将实体模型导入，然后进行网格划分，选定单元C3D10MT(10-node modi fied displacement and temperature tetrahedron with hourglass control)，得到有限元模型(图2)．

图 2 横梁有限元模型

2 热源及各参数的确定

本文主要研究的是滑枕镗铣头以10 m/min高速进给的情况下(溜板沿Y方向运动时)，横梁与溜板之间上下导轨处的摩擦生热．

热传递的方式主要有热传导、对流和辐射等三种．其中电磁辐射可不予考虑[2]，主要考虑前二种热……