超精密車床主軸高精度現(xiàn)場動(dòng)平衡技術(shù)研究.pdf

1、主軸是超精密車床的核心構(gòu)件之一，其性能的優(yōu)劣會直接影響車床的加工精度、可靠性和壽命。尤其針對精密氣浮主軸，微小的動(dòng)不平衡量都會產(chǎn)生振動(dòng)，影響超精密車削零件的加工質(zhì)量，因此需要在每次開機(jī)或工件裝夾之后對主軸進(jìn)行動(dòng)平衡監(jiān)測及調(diào)整。目前普遍采用商品化現(xiàn)場動(dòng)平衡儀對主軸進(jìn)行動(dòng)平衡測試，操作繁瑣，效率低下，無法滿足超精密車床主軸頻繁的高精度動(dòng)平衡操作要求。因此，針對超精密車床研發(fā)配套的動(dòng)平衡系統(tǒng)，以簡化操作流程，實(shí)現(xiàn)車床主軸的高效高精度動(dòng)平衡在位

2、測試及現(xiàn)場調(diào)整有著重要的研究價(jià)值和應(yīng)用前景。
　　為了實(shí)現(xiàn)超精密車床主軸高效高精度動(dòng)平衡在位測試和現(xiàn)場調(diào)整，本文針對超精密車床氣浮主軸的動(dòng)不平衡、振動(dòng)和動(dòng)平衡評價(jià)等問題，以振動(dòng)信號分析處理和轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡學(xué)等理論為基礎(chǔ)，圍繞車床主軸動(dòng)平衡理論及其評價(jià)，動(dòng)平衡測試系統(tǒng)研制，不平衡矢量信號處理，動(dòng)平衡算法實(shí)現(xiàn)，車床高效高精度現(xiàn)場調(diào)整裝置研制以及動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等關(guān)鍵問題開展研究。本文的主要工作有：
　　超精密車床主軸現(xiàn)場動(dòng)平衡技術(shù)的理

3、論研究。首先對超精密車床主軸的動(dòng)平衡精度進(jìn)行了仿真分析，說明了動(dòng)平衡引起的主軸振動(dòng)將對超精密車削加工面形產(chǎn)生直接的影響，并以工件裝夾為例分析了超精密車床主軸在加工之前進(jìn)行現(xiàn)場動(dòng)平衡的必要性。然后，基于主軸動(dòng)平衡對加工質(zhì)量的影響以及主軸的振動(dòng)狀態(tài)確定了本文超精密車床主軸動(dòng)平衡的評價(jià)指標(biāo)。最后，基于超精密車床對其主軸動(dòng)平衡理論進(jìn)行了分析，確定了本文主軸動(dòng)平衡的基本實(shí)施方法和實(shí)施流程。
　　超精密車床主軸現(xiàn)場動(dòng)平衡系統(tǒng)的研制。首先，根據(jù)

4、超精密車床主軸動(dòng)平衡的測試要求，搭建了動(dòng)平衡測試系統(tǒng)。然后，通過對不平衡矢量信號的處理和測試，實(shí)現(xiàn)了主軸振動(dòng)位移幅值和相位的準(zhǔn)確提取。接著，基于影響系數(shù)法編寫了動(dòng)平衡算法，實(shí)現(xiàn)了超精密車床主軸動(dòng)平衡的試重標(biāo)定測試，并將該動(dòng)平衡系統(tǒng)集成到了車床之中，實(shí)現(xiàn)了無試重主軸動(dòng)平衡測試，提高了動(dòng)平衡測試的效率。然后對現(xiàn)場動(dòng)平衡裝置及相關(guān)算法進(jìn)行研究，研制了現(xiàn)場動(dòng)平衡調(diào)整裝置，實(shí)現(xiàn)了高效高精度的主軸動(dòng)平衡調(diào)整。
　　超精密機(jī)床主軸動(dòng)平衡測試實(shí)驗(yàn)