【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高精密数控机床，更具体的说是涉及一种小型精密数控机床导轨冷却及其参数化设计方法。
技术介绍
1、导轨滑块是精密数控机床上保持加工精度的主要部分，机床加工过程中导轨滑块产生的热变形对工作台加工面水平精度的影响是不可忽视的重要因素。在高速加工过程中，导轨滑块受工作台移动荷载的压力以及接触摩擦过程中产生的热源造成材料热变形影响均会导致导轨面平整度发生变化，进而影响精密加工件的质量，而不同载荷及不同运行速度下，导轨滑块生热情况也会产生偏差。
2、由于导轨滑块接触产热较小，且在润滑液作用下有一定散热效果，同时为保障底座结构的稳定性及装配难易度，设计过程中很少考虑到导轨滑块系统的冷却设计，但在精密仪器加工过程中，微小的温度变化足以对加工精度造成影响。
3、因此，提供一种小型精密数控机床导轨冷却及其参数化设计方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
4、专利技术
5、有鉴于此，本专利技术提供了一种小型精密数控机床导轨冷却及其参数化设计方法，对导轨冷却进行设计，实现对导轨滑块精度的保持。
6、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
7、一种小型精密数控机床导轨冷却及其参数化设计方法，包括以下步骤：
8、1)建立整体三维模型,并将底座和导轨滑块三维模型参数化，对底座冷却管道的理想布置位置划分为三部分，并对三部分分别进行冷却管道定位尺寸及直径尺寸参数化设计；
9、2)建立滑块导轨原比例有限元模型，对滑块施加极限运行速度v1和工作台极限加
10、3)建立冷却系统热固有限元模型，施加导轨滑块生热量，设置进口温度为t1℃，出口温度为t2℃，计算得到管径范围内的冷却系统散热功率区间；
11、4)建立底座及导轨滑块的有限元模型，按照实际工况添加约束和载荷，进行直接热力耦合分析，提取其应变量结果，找到导轨面平均变形值，确定导轨面平整度；
12、5)通过步骤3)建立的有限元模型，采用optimal space filling方法进行实验，利用二阶多项式建立响应面模型，基于响应面模型通过多目标遗传算法对模型进行计算，最终选取得到最优解为优化结果；
13、6)根据步骤5)获得的最优尺寸参数，结合自身结果对模型进行重构，基于步骤3)施加的边界条件进行验证；
14、7)对比三部分最优结果，结合自身设计要求选取最优设计方案。
15、通过采取以上技术方案，本专利技术的有益效果：
16、通过对导轨滑块冷却管道位置及散热强度进行参数化设计，减小因导轨滑块运行所产生的热变形，保障导轨滑块工作过程中运行的精度，对整机加工定位起到一定辅助作用，有效保证了工件的加工精度，提高设计人员设计效率同时减少实验成本，为导轨滑块冷却系统冷却提供了参考依据。
17、进一步的，在步骤1)中三部分分别为：导轨接触面下、导轨压块槽下和导轨接触面侧面。
18、进一步的，在步骤3)冷却系统散热功率计算公式为：其中：pm为散热功率，α为材料换热系数，l为管道长度。
19、进一步的，在步骤4)中，有限元模型建立包括模型的简化处理、材料属性赋予、划分网格和添加约束条件。
技术实现思路
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1.一种小型精密数控机床导轨冷却及其参数化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种小型精密数控机床导轨冷却及其参数化设计方法，其特征在于，在步骤1)中三部分分别为：导轨接触面下、导轨压块槽下和导轨接触面侧面。
3.根据权利要求1所述的一种小型精密数控机床导轨冷却及其参数化设计方法，其特征在于，在步骤3)冷却系统散热功率计算公式为：其中：Pm为散热功率，α为材料换热系数，L为管道长度。
4.根据权利要求1所述的一种小型精密数控机床导轨冷却及其参数化设计方法，其特征在于，在步骤4)中，有限元模型建立包括模型的简化处理、材料属性赋予、划分网格和添加约束条件。
【技术特征摘要】
1.一种小型精密数控机床导轨冷却及其参数化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种小型精密数控机床导轨冷却及其参数化设计方法，其特征在于，在步骤1)中三部分分别为：导轨接触面下、导轨压块槽下和导轨接触面侧面。
3.根据权利要求1所述的一种小型精密数控机床导轨冷...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜二彪，黄祖广，王帅，聂应新，刘强，王锐，李映，陈凯，
申请(专利权)人：北京机床研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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