基于昆虫翅脉仿生流道的数控机床主轴系统冷却结构热设计

• 作者: 傅建中 周宜博 庞世杰 李瑞琦 王建臣 邓小雷
• 来源期刊: 工程设计学报
• 学科: 工学
• 关键词: 仿生流道 主轴系统 冷却结构 热设计 流固耦合 热态特性
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 建模、仿真、分析与决策
• 页码范围: 583-589
• 页数: 7页
• 分类号: TH161
• 字数: 3963字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1006-754X.2018.05.013

摘要

主轴系统的热误差是影响数控机床加工精度的主要因素.根据自然界昆虫的翅脉结构 ,设计了一种基于鳞翅目昆虫翅脉仿生流道的新型主轴系统冷却结构.建立了昆虫翅脉仿生流道冷却结构模型 ,在数值传热学相关理论基础上 ,通过Fluent有限元软件对传统螺旋形流道和新型昆虫翅脉仿生流道冷却结构进行流固耦合仿真对比分析 ,结果显示后者比前者具有更好的散热效果和流动特性:在相同边界条件下 ,冷却液最大流速约为1.839m/s,出入口压降为3181Pa,加热面最高温度降低了约17.8% 、最低温度降低了约4.6% ,且冷却结构的温度场分布更均匀.研究结果可为数控机床主轴系统冷却结构的热设计提供参考.