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申请/专利权人：北京机床研究所有限公司;北京工研精机股份有限公司
摘要：本发明公开了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：建立底座、导轨滑块三维模型，建立整体结构有限元模型，依据实际工作过程中的极限工况对底座、导轨滑块结构进行动态热力特性分析，构建关于冷却系统关键因素的评价指标，选取冷却液散热强度、散热面积，冷却管布置位置作为优化参数，导轨面平均应变为目标参数，建立结构优化设计有限元模型，基于实验模型构建的响应面模型和灵敏度结果对冷却结构进行优化设计，直接获得冷却系统最佳结构参数的组合，最大程度避免非最优解和人工经验所造成的误差，提高了所得到的最优化参数的可靠性和准确性，提高该方向导轨精度，获得更优的底座结构。
主权项：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：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；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和工作台极限加载重量Gkg，导轨滑块摩擦系数μ，得到滑块与导轨接触面平均热通量作为滑块导轨接触面热流密度：qv＝10λμGV1；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；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；5通过步骤3建立的有限元模型，采用OptimalSpaceFilling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；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；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。
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权利要求：
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