空氣主軸振動(dòng)動(dòng)態(tài)建模與測(cè)試研究.pdf

1、超精密加工是現(xiàn)代高端制造業(yè)技術(shù)的代表之一，其在電子信息技術(shù)、光學(xué)元件、精密制造裝備和國(guó)防科技都起著非常重要的作用。而空氣主軸是超精密加工機(jī)床中關(guān)鍵部件之一，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)直接影響著超精密機(jī)床的加工精度。因此開(kāi)展空氣主軸振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)、空氣主軸振動(dòng)的測(cè)試、空氣主軸動(dòng)態(tài)響應(yīng)對(duì)加工的影響等方面的研究具有重要意義。
　　本論文以超精密車床中空氣主軸為研究對(duì)象，建立空氣主軸轉(zhuǎn)子振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型并仿真出動(dòng)態(tài)響應(yīng)，測(cè)試空氣主軸轉(zhuǎn)子振動(dòng)的位移信號(hào)，研究

2、空氣主軸的動(dòng)態(tài)響應(yīng)對(duì)加工件表面質(zhì)量的影響。本次研究將主要完成以下幾個(gè)方面工作：
　　針對(duì)空氣主軸系統(tǒng)具有復(fù)雜系統(tǒng)的特點(diǎn)，將主軸簡(jiǎn)化成質(zhì)量-彈簧-阻尼模型?；谂ｎD第二定律和歐拉角動(dòng)量定理，結(jié)合坐標(biāo)系的變換，建立空氣主軸轉(zhuǎn)子振動(dòng)的五自由度牛頓歐拉動(dòng)力學(xué)方程。利用Matlab軟件Simulink庫(kù)仿真主軸轉(zhuǎn)子的牛頓歐拉方程，分析空氣主軸在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下和外力激勵(lì)下轉(zhuǎn)子振動(dòng)的位移信號(hào)。
　　以標(biāo)準(zhǔn)棒作為空氣主軸的測(cè)量對(duì)象，基于超精密軸

3、系測(cè)量法測(cè)量主軸振動(dòng)，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)分離法作為標(biāo)準(zhǔn)棒形狀誤差的分離方法。選用激光多普勒測(cè)振儀作為主軸振動(dòng)的測(cè)量?jī)x器，利用NI公司的數(shù)據(jù)采集卡及LabVIEW軟件，搭建起空氣主軸轉(zhuǎn)子振動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)。
　　基于Matlab軟件實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的CEEMDAN算法，分離出標(biāo)準(zhǔn)棒的安裝偏心誤差，分析空氣主軸轉(zhuǎn)子振動(dòng)的合位移信號(hào)，并利用最小二乘圓法評(píng)定主軸轉(zhuǎn)子振動(dòng)位移。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證空氣主軸振動(dòng)動(dòng)態(tài)模型的有效性。
　　為了探索空氣主軸