電主軸在M7130磨床主軸系統(tǒng)中的應(yīng)用及其動靜態(tài)特性研究.pdf

1、高速加工技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種先進(jìn)制造技術(shù)，它的發(fā)展應(yīng)用顯著地提高了生產(chǎn)效率和降低了生產(chǎn)成本。高速機(jī)床的主軸系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)高速加工的最關(guān)鍵部分，而其中電主軸是核心部件，電主軸的性能決定了高速機(jī)床的加工性能。因此，要了解高速機(jī)床的加工性能，就必須掌握電主軸的性能，主要是電主軸的動靜態(tài)性能。
　　 本文在利用ANSYS軟件對電主軸和導(dǎo)軌進(jìn)行建模仿真的基礎(chǔ)上，提出了改造M7130磨床主軸系統(tǒng)的方案，將原有的主軸系統(tǒng)拆掉，改裝成高速電主

2、軸，進(jìn)而重新設(shè)計(jì)了磨床的導(dǎo)軌，并分析導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)性能，這對今后機(jī)床的高速化改造具有一定的參考價(jià)值。
　　 本文應(yīng)用有限元分析方法研究了電主軸和導(dǎo)軌的動靜態(tài)特性，并充分考慮了影響動靜態(tài)特性的因素。主要研究的內(nèi)容有：
　　 1)建立了角接觸球軸承的結(jié)構(gòu)模型并進(jìn)行了力學(xué)特性的分析，推導(dǎo)出角接觸球軸承靜剛度的簡易計(jì)算公式；分析了軸承預(yù)緊力對靜剛度的影響；利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到了本課題所用軸承的阻尼系數(shù)。
　　 2)利用ANS

3、YS軟件建立了電主軸的有限元分析模型，通過對模型的靜態(tài)分析得到了電主軸的靜剛度，并分析了軸承預(yù)緊力對電主軸靜剛度的影響。
　　 3)建立了電主軸動態(tài)分析的三維有限元模型，充分考慮了影響電主軸動態(tài)特性的因素，利用ANSYS對電主軸進(jìn)行了模態(tài)和諧響應(yīng)分析，獲得了電主軸的振型、固有頻率和臨界速度，為導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)提供了_個(gè)動態(tài)參照數(shù)據(jù)；分析了主軸軸承預(yù)緊力對電主軸固有頻率的影響；通過分析電主軸前端、轉(zhuǎn)子部分和末端的最大動態(tài)位移響應(yīng)，研究了

4、電主軸動剛度變化情況；掌握電主軸的動態(tài)特性，有利于分析磨床改造后的動態(tài)特性以及對其進(jìn)行改進(jìn)。
　　 4)自行設(shè)計(jì)了導(dǎo)軌并利用ANSYS軟件建立了導(dǎo)軌的有限元分析模型，通過對模型的靜態(tài)分析得到了導(dǎo)軌的靜剛度，驗(yàn)證了導(dǎo)軌靜態(tài)設(shè)計(jì)的合理性。
　　 5)建立了導(dǎo)軌動態(tài)分析的三維有限元模型，利用ANSYS軟件對導(dǎo)軌進(jìn)行了模態(tài)分析，獲得了導(dǎo)軌的振型、固有頻率和臨界速度，驗(yàn)證了導(dǎo)軌動態(tài)設(shè)計(jì)的合理性。
　　 6)設(shè)計(jì)了電主軸的防