加工中心電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計及性能分析.pdf

1、高速切削加工技術(shù)作為集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身的先進制造技術(shù)，有著強大的生命力和廣闊的應用前景。要應用和發(fā)展高速加工技術(shù)，首先必須有性能優(yōu)良的高速數(shù)控機床，而高速電主軸是數(shù)控機床的核心，電主軸性能的好壞將直接決定高速數(shù)控機床的性能。本研究旨在根據(jù)實際需求，以加工中心電主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能分析為重點，首先對電主軸的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，對關(guān)鍵部分進行了初步設(shè)計，然后對電主軸的結(jié)構(gòu)進行了詳細設(shè)計，最后利用有限元技術(shù)對電主軸的靜動態(tài)性能進行了

2、分析，對提高電主軸的性能有十分重要的意義。本文在以下幾個方面對高速電主軸進行了研究：
　　 1、結(jié)合目前高速機床電主軸存在的問題對電主軸的關(guān)鍵技術(shù)進行了分析，對電主軸的軸承及其潤滑技術(shù)、散熱和冷卻系統(tǒng)、刀具夾持系統(tǒng)和動平衡技術(shù)等進行了詳細的研究，并根據(jù)課題研究目標，對這些關(guān)鍵部位進行初步設(shè)計。
　　 2、對電主軸的整體進行了設(shè)計，包括軸承的選型及其剛度計算、電機的選型、軸的內(nèi)外徑、跨距、懸伸量等關(guān)鍵尺寸參數(shù)的計算，并在此

3、基礎(chǔ)上對軸的整體剛度、回轉(zhuǎn)精度、臨界轉(zhuǎn)速和典型工藝條件下的切削力等進行了理論計算。
　　 3、建立了主軸系統(tǒng)的“軸承-轉(zhuǎn)子-軸-軸上過盈連接件”的有限元模型，利用ANSYS軟件對軸的靜力特性進行了分析，求解出靜剛度；然后對模型進行模態(tài)分析，提取前六階主振型和和固有頻率，計算得出主軸的臨界轉(zhuǎn)速遠高于主軸的最高轉(zhuǎn)速，不會發(fā)生共振；最后對主軸前端和軸上關(guān)鍵位置進行了諧響應分析，得到了主軸的動剛度以及關(guān)鍵點的頻率--位移響應關(guān)系，得出主