基于ANSYS的数控机床进给系统的热特性仿真分析

牛萌萌; 郑金艳; 孟文静

doi:10.16379/j.cnki.issn.1004-4353.2026.01.010

延边大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 52 ›› Issue (01) : 83 -88. DOI: 10.16379/j.cnki.issn.1004-4353.2026.01.010

基于ANSYS的数控机床进给系统的热特性仿真分析

牛萌萌, 郑金艳, 孟文静

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摘要

针对数控机床进给系统运行中摩擦生热导致的温度场分布不均的问题,基于ANSYS平台构建了一个数控机床进给系统有限元仿真模型,以探究数控机床进给系统的热特性规律.利用简化的模型(保留螺母、丝杠与轴承等核心部件),分析核心部件之间的摩擦热源,采用分区细化策略以划分网格,精准设置热载荷与边界条件以探究进给速度、预紧力对系统热特性的影响.仿真结果表明:系统的温度随时间呈“缓慢升温—快速升温—趋近稳定”规律,高温集中于螺母与丝杠的接触段;进给速度、预紧力与稳态温度呈正相关;螺母与丝杠的稳态温度约为47℃,轴承温度约为30℃,该结果验证了系统摩擦生热与散热的动态平衡机制.利用搭建的实物实验平台对简化的进给系统进行验证显示,实验与仿真结果的稳态温度误差均在4%以内,进一步验证了模型的可靠性.研究可为进给系统的结构优化及其热性能的提升提供理论依据.