[发明专利]一种电主轴热误差预测模型的建立方法

权利要求书

1.一种电主轴热误差预测模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取轴承内圈温度T_s；

S2、建立电主轴轴向误差解析模型，根据下式计算轴向位移Δ；

Δ＝α·L·(T_S-T₀)

式中：

α—材料线膨胀系数；

L—电主轴内部主轴的长度；

T₀—环境温度；

T_S—轴承内圈温度；

S3、建立角接触球轴承径向热位移模型，根据下式计算径向误差分量u₁；

u₁＝u_C-u_B

其中，根据下式计算轴承内圈与主轴接触位置B点热变形量u_B；

根据下式计算轴承外圈与主轴接触位置C点的热变形量u_C；

式中：

α—材料线膨胀系数；

μ—材料的泊松比；

r—半径；

T—温度；

A点为轴承内圈与B点相对的位置；

D点为轴承外圈与C点相对的位置；

S4、建立径向位移与轴向位移的关系模型，根据下式计算径向误差分量u₂；

u₂＝Δ·sin a/cos a

式中，α为轴承的接触角；

S5、根据下式计算径向总误差u_r：

u_r＝u₁+u₂。

2.根据权利要求1所述的电主轴热误差预测模型的建立方法，其特征在于，所述电主轴为五轴加工机床的电主轴。

3.根据权利要求1所述的电主轴热误差预测模型的建立方法，其特征在于，所述电主轴的功率为4.5kw，最高转速为1200r/min。

4.根据权利要求1所述的电主轴热误差预测模型的建立方法，其特征在于，所述电主轴采用混合陶瓷角接触球轴承，滚动体为陶瓷球，其余部分采用金属材料。

5.根据权利要求4所述的电主轴热误差预测模型的建立方法，其特征在于，所述角接触球轴承的触角为15°。

6.根据权利要求4所述的电主轴热误差预测模型的建立方法，其特征在于，所述步骤S1获取轴承内圈温度值的方法为：将温度传感器布置在电主轴的前轴承外圈测点上，位移传感器布置在轴上标准球目标末端处。

7.根据权利要求1所述的电主轴热误差预测模型的建立方法，其特征在于，所述电主轴的结构包括：主轴壳体及主轴壳体内通过电机驱动旋转的主轴，所述主轴两端分别设有前轴承和后轴承以及前盖和后盖，所述电机包括与主轴壳体相邻的电机定子和与主轴相邻的电机转子。

8.根据权利要求7所述的电主轴热误差预测模型的建立方法，其特征在于，所述前轴承尺寸大于后轴承。

9.根据权利要求7所述的电主轴热误差预测模型的建立方法，其特征在于，所述主轴壳体内布设冷却水套，对电主轴内装电机和轴承进行强制冷却。

10.根据权利要求1-9任一项所述的电主轴热误差预测模型的建立方法，其特征在于，所述方法还包括根据误差测量值，验证径向轴向、径向误差计算值的步骤。