高速銑削電主軸動態(tài)熱態(tài)特性分析及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、高速加工技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)的主流,各種高精度、高效率、低能耗的數(shù)控機(jī)床得到了廣泛應(yīng)用,作為高速加工數(shù)控機(jī)床的核心功能部件,電主軸的性能直接影響整個(gè)加工系統(tǒng)的加工精度和切削質(zhì)量,電主軸的動態(tài)性能和熱態(tài)性能的深入研究,對電主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和性能的改善具有重要意義。
　　本文以高速銑削電主軸DGZX-1425為研究對象,驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,將仿真分析理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合,建立可靠的主軸單元有限元數(shù)值仿真模型,具體展開的工作

2、如下:
　　對角接觸球軸承進(jìn)行動力學(xué)分析,求解動力學(xué)平衡特征方程組,分析主軸轉(zhuǎn)速和預(yù)緊力對軸承接觸角及徑向剛度的影響,為電主軸的動態(tài)分析打下理論基礎(chǔ)。
　　分析計(jì)算DGZX-1425中前、后兩組軸承的徑向剛度,建立有限元仿真分析簡化模型,在ANSYS Workbench中進(jìn)行求解計(jì)算,分析主軸系統(tǒng)自由狀態(tài)下振動的前六階振型、固有頻率和臨界轉(zhuǎn)速;運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算切削力大小,在主軸前端面施加完整的激振力,分析主軸在工作頻率范圍內(nèi)

3、動態(tài)響應(yīng)位移,選擇主軸前端面、轉(zhuǎn)子前端面和主軸后端面為測試點(diǎn),計(jì)算主軸動剛度。研究分析主軸動態(tài)特性的影響因素,提出改善措施。
　　分析電主軸的主要熱源,研究主軸系統(tǒng)的傳熱和散熱規(guī)律,以傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)為理論基礎(chǔ),確定本課題用主軸的熱邊界條件,研究主軸轉(zhuǎn)速、冷卻水流量、軸承預(yù)緊力等參數(shù)的影響規(guī)律;建立熱分析有限元仿真模型并求解計(jì)算,得到電主軸在熱平衡條件下的溫度分布云圖、熱流分析云圖和熱應(yīng)變分析云圖,分析影響主軸熱態(tài)特性的主要因素