小型高速气动主轴部件静动态特性分析及优化

发布时间：2021-09-02 20:26

　　机床是机械制造业最基础的设备,满足高速精密加工要求的主轴可以说是机床的最重要组成部分,它的性能直接影响着机床加工零件的精度、质量和效率。气动主轴是一种由压力气体驱动,并且由气体支撑,带动主轴高速旋转的新型结构形式,具有高速,清洁、磨损小等优点,被广泛应用在小型零件的加工。本文主要对主轴部件进行了静动态特性研究以及优化,具体内容如下:（1）用计算流体力学fluent软件对气动主轴重要结构空气静压轴承进行仿真计算,得出压力分布云图,通过改变其参数研究其轴承气膜的流场特点。得出不同供气压力下,偏心率,平均气膜厚度,转速等因素对空气静压径向和推力轴承承载力的影响规律,为空气静压轴承的优化设计打下基础;（2）用workbench软件对主轴转子进行静态特性分析,得到应力、变形云图,满足强度校核,通过对其进行动态特性分析,得到主轴转子的自由模态和约束模态下的振型和固有频率,以及在谐响应分析下的主轴转子的位移响应图,为后面的优化提供了依据;（3）针对上面的静动态特性分析,找到优化环节,对主轴转子进行了结构优化,提高主轴转子的静动态特性。 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

西北大学研制的小型气动主轴荷兰代尔夫特理工大学[33]

在该速度下，径向误差运动达到 3.2μm，最图 1-1 所示：图 1-1 西北大学研制的小型气动主轴理工大学[33]提出提出了粘性涡轮的概念，并且轴，该主轴采用粘性气体来驱动涡轮和支撑主性牵引力来驱动主轴，利用简化的分析模型对对样机进行了改进，如图 1-2 所示：

燕山大学工学硕士学位论文轴的研究相对于国外起步较晚，但是还是取得了制造了一套空气轴承风动磨头来加工零件，动代替了滚动轴承，使得设计的主轴转速可以达985 年，我国研制了一种气动主轴，主要用于风行加工，其转速可以达到 100000r/min，回转精[38]。蔡贵钧设计了一种用于加工微小孔的气动自动调节装置-调速器，以及气压传感装置，这有效转矩和功率。广州的昊志机电公司与哈工轴，转速可以达到 200000r/min[39]。湖南大学的轴，其转速可达 40000rpm，回转精度为 0.5μm0rpm，回转精度为 3μm 微细切削加工用的微型。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]超高速磨削机床主轴系统模态分析[J]. 于天彪,王学智,关鹏,王宛山.  机械工程学报. 2012(17)
[4]微细切削加工用微主轴的性能要求及其研究现状[J]. 周志雄,李伟,宋铁军,黄向明.  机械工程学报. 2011(19)
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[7]微小型超精密微细铣削机床的研制[J]. 张鹏,王波,卢礼华,梁迎春.  制造技术与机床. 2010(06)
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博士论文
[1]高速精密气动微主轴的关键技术研究[D]. 李伟.湖南大学 2014
[2]高刚度空气静压轴承研究[D]. 张君安.西北工业大学 2006

硕士论文
[1]空气静压止推轴承动态性能测试研究[D]. 吴永超.西安工业大学 2017
[2]高速静压气体轴承承载特性的研究[D]. 王海军.哈尔滨工业大学 2012



本文编号：3379677