机床螺钉结合部分析模型的建模方法、装置和设备与流程

本发明涉及机床整机动态特性优化设计，尤其涉及一种机床螺钉结合部分析模型的建模方法、装置和设备。

背景技术：

1、数控机床作为复杂的机电设备，由众多零件与其相互连接的结合部组成，大量研究结果表明，机床整机的刚度与结合部相关，而螺钉连接结合部是机床应用最多的固定结合部之一。

2、相关技术中，螺钉连接结合部的大量存在直接影响机床整机的动态特性，进而影响机床的加工精度，如何准确的模拟螺钉结合部对机床整机动力学特性，建立机床螺钉结合部分析模型已成为机床研究的热点问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种机床螺钉结合部分析模型的建模方法、装置和设备。

2、具体地，本发明实施例提供了以下技术方案：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种机床螺钉结合部分析模型的建模方法，包括：

4、建立机床有限元模型；

5、根据机床的温度场数据和静力场数据，确定机床螺钉结合部的真实接触状态；

6、根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。

7、进一步地，根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型，包括：

8、根据机床螺钉结合部的真实接触状态，确定机床螺钉结合部的真实接触面积；

9、根据机床螺钉结合部的真实接触状态、真实接触面积和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。

10、进一步地，根据机床螺钉结合部的真实接触状态，确定机床螺钉结合部的真实接触面积，包括：

11、在机床螺钉结合部的真实接触状态为黏贴状态的情况下，确定机床螺钉结合部的真实接触面积。

12、进一步地，在机床螺钉结合部的真实接触状态为黏贴状态的情况下，确定机床螺钉结合部的真实接触面积，包括：

13、将连接件之间的面积、螺纹孔之间的面积、螺钉与沉孔之间的面积进行求和运算，确定机床螺钉结合部的真实接触面积。

14、进一步地，根据机床螺钉结合部的真实接触状态、真实接触面积和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型，包括：

15、根据机床螺钉结合部的真实接触状态、真实接触面积，对机床有限元模型进行修订，得到机床螺钉结合部分析模型。

16、进一步地，根据机床工况信息、热载荷信息、热对流交换系数和热辐射信息，确定机床的温度场数据。

17、进一步地，根据机床中各个结构件的重力和机床螺钉结合部的螺钉预紧力，确定机床的静力场数据。

18、第二方面，本发明实施例还提供了一种机床螺钉结合部分析模型的建模装置，包括：

19、建立模块，用于建立机床有限元模型；

20、第一确定模块，用于根据机床的温度场数据和静力场数据，确定机床螺钉结合部的真实接触状态；

21、第二确定模块，用于根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。

22、第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述机床螺钉结合部分析模型的建模方法。

23、第四方面，本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述机床螺钉结合部分析模型的建模方法。

24、第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述机床螺钉结合部分析模型的建模方法。

25、本发明实施例提供的机床螺钉结合部分析模型的建模方法、装置和设备，通过充分考虑温度场及静力场的耦合作用对机床螺钉结合部的影响，从而获取机床螺钉结合部的真实接触状态，在此基础上对机床动力学分析模型进行重构，可保证机床整机动力学模型有足够高的精度。上述方法，可在机床设计阶段或实际使用中机床过程中直观得到机床螺钉结合部的真实的接触状态，并针对出现的接触刚度问题对现有机床螺钉结合部的布局、预紧力、螺钉规格等进行优化，保证机床整机螺钉结合部具有较高的机床刚度，从而使得机床整机具有较强抵抗动静态力干扰的能力，进而保证机床具有较高的加工精度，大大节省了机床研发的周期，对机床的优化设计、加工、装配等起到了很好的指导作用，减小了机床版本的迭代次数，提高了机床质量和竞争力。

技术特征：

1.一种机床螺钉结合部分析模型的建模方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机床螺钉结合部分析模型的建模方法，其特征在于，所述根据机床螺钉结合部的真实接触状态和所述机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型，包括：

3.根据权利要求2所述的机床螺钉结合部分析模型的建模方法，其特征在于，所述根据机床螺钉结合部的真实接触状态，确定机床螺钉结合部的真实接触面积，包括：

4.根据权利要求3所述的机床螺钉结合部分析模型的建模方法，其特征在于，所述在机床螺钉结合部的真实接触状态为黏贴状态的情况下，确定机床螺钉结合部的真实接触面积，包括：

5.根据权利要求4所述的机床螺钉结合部分析模型的建模方法，其特征在于，所述根据机床螺钉结合部的真实接触状态、真实接触面积和所述机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型，包括：

6.根据权利要求5所述的机床螺钉结合部分析模型的建模方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的机床螺钉结合部分析模型的建模方法，其特征在于，还包括：

8.一种机床螺钉结合部分析模型的建模装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的机床螺钉结合部分析模型的建模方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的机床螺钉结合部分析模型的建模方法。

技术总结
本发明提供一种机床螺钉结合部分析模型的建模方法、装置和设备，属于机床整机动态特性优化设计领域，该方法包括：建立机床有限元模型；根据机床的温度场数据和静力场数据，确定机床螺钉结合部的真实接触状态；根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型，从而也就可以得到机床的线性动力学分析结果。本发明的方法可以节省机床研发的周期，减小机床版本的迭代次数，有效提高机床质量。

技术研发人员：焦龙飞,王冰旭,甄宜超,赵忠海,蔡鑫义,王岱,蔚飞
受保护的技术使用者：北京精雕科技集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13