大功率高精密硬車削液體靜壓電主軸熱態(tài)特性研究及流—固耦合分析.pdf

1、車削加工是一種最為重要和最為基本的機(jī)械加工工藝方法。傳統(tǒng)的車削技術(shù)不能夠?qū)崿F(xiàn)高硬度、高強(qiáng)度的材料加工，制約我國裝備制造業(yè)的發(fā)展。硬車削技術(shù)是一種能夠直接對高硬度(55HRC～65HRC)、高強(qiáng)度的淬硬鋼進(jìn)行車削，將車削作為精加工或者最終加工的先進(jìn)切削加工技術(shù)。由于硬車削技術(shù)具有車削效率高、加工工藝潔凈、加工精度高等優(yōu)點(diǎn)。在西方的發(fā)達(dá)國家，硬車技術(shù)的應(yīng)用成功替代磨削技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對各種高強(qiáng)度、高硬度材料的加工。我國與國外的硬車削技術(shù)還存在一定

2、的差距。
　　機(jī)床的主軸是硬車削機(jī)床的一個(gè)關(guān)鍵部件。液體靜壓主軸具有高剛度、高回轉(zhuǎn)精度、高阻尼等特性能夠滿足硬車削技術(shù)的要求。然而對于液體靜壓軸承承載特性、溫升特性以及回轉(zhuǎn)誤差測量技術(shù)的研究仍然不足。本文以液體靜壓主軸系統(tǒng)為研究對象，分別通過經(jīng)典的數(shù)值計(jì)算和有限元分析軟件平臺(tái)對液體靜壓軸承的壓力、溫升、流場、剛度以及回轉(zhuǎn)誤差測量技術(shù)進(jìn)行研究。
　　根據(jù)經(jīng)典液體靜壓軸承的設(shè)計(jì)理論的方法分別對徑向軸承和止推軸承的流量、剛度和平均

3、溫升等進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。
　　基于ANSYS平臺(tái)，采用有限元分析方法對徑向軸承和止推軸承的油膜進(jìn)行全參數(shù)化建模。并通過FLUENT流體力學(xué)軟件平臺(tái)對其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析，研究液體靜壓軸承油膜的壓力場、溫度場以及流場的分布規(guī)律;分析不同偏心率條件下，徑向軸承和止推軸承的剛度特性，并且將有限元方法與經(jīng)典數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行對比。
　　在研究靜壓油膜的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)主軸系統(tǒng)全參數(shù)化三維實(shí)體建模。通過ANSYS、FLUEN