隨著高新技術(shù)的發(fā)展,超精密加工技術(shù)和機床已越來越廣泛地應(yīng)用于國防工業(yè)和高端民用產(chǎn)業(yè)。利用了流體靜壓支撐原理和電機直驅(qū)技術(shù)的液體靜壓轉(zhuǎn)臺具有承載能力大和運動精度高等優(yōu)點,其非常適用于超精密加工和檢測設(shè)備。作為超精密機床的重要部件,液體靜壓轉(zhuǎn)臺的性能對于機床的精度和穩(wěn)定性有著極其重要的影響,分析靜壓轉(zhuǎn)臺的靜態(tài)和動態(tài)特性并設(shè)計制造出高剛度和高回轉(zhuǎn)精度的靜壓轉(zhuǎn)臺具有十分重要的意義。本文首先根據(jù)液體靜壓轉(zhuǎn)臺的設(shè)計指標,完成了靜壓轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)配置和伺服系統(tǒng)的方案設(shè)計。編寫了計算液體靜壓軸承承載力和剛度的軟件,并利用軟件確定了轉(zhuǎn)臺止推軸承和徑向軸承的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。根據(jù)粘性流體剪切力公式計算靜壓軸承的內(nèi)摩擦力矩和平均溫升,利用靜力仿真初步確定轉(zhuǎn)臺的幅板尺寸,并完成靜壓轉(zhuǎn)臺裝配體結(jié)構(gòu)的三維模型。利用順序耦合法和Workbench軟件對靜壓轉(zhuǎn)臺的止推軸承和徑向軸承進行流固耦合仿真。利用ICEM和Fluent軟件實現(xiàn)靜壓軸承液壓油流場的結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格劃分和穩(wěn)態(tài)分析;將流場的仿真結(jié)果導入Mechanical靜力分析模塊,得到了軸承結(jié)構(gòu)在流場壓力作用下的變形,并分析計算了結(jié)構(gòu)變形后的軸承間隙和靜壓轉(zhuǎn)臺剛度的變化量。仿... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

美國LODTM光學金剛石車床[5]

密和超精密加工技術(shù)是國家先進制造業(yè)的基礎(chǔ)，無論是在精密半導體集成電路和光學零件等高端的民用產(chǎn)業(yè)[1]，還是航空航天、先進武器裝備和大型天文望遠鏡等代表國家硬實力的國防工業(yè)領(lǐng)域[2,3]，超精密加工技術(shù)在這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中均有著舉足輕重的作用。在國際競爭日益激烈的今天，先進制造和超精密加工技術(shù)決定著國家制造業(yè)的實力和科技競爭力，是國防安全和國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基石，許多國家都將其作為大力發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。超精密機床是完成超精密加工的物質(zhì)基礎(chǔ)和重要載體，它對于被加工零件的精度和質(zhì)量有著嚴重的影響[4]。美國、英國和日本等發(fā)達國家從上世紀六十年代就已經(jīng)開始研究超精密加工技術(shù)和機床，圖 1-1 即為上世紀八十年代美國研制的最高加工精度可達 28nm 的大型超精密金剛石車床[5]，時至今日，該機床的加工精度仍處于世界一流的水平。我國對于超精密加工理論的研究和超精密機床的研制始于本世紀初。目前，哈爾濱工業(yè)大學、北京機床研究所和國防科技大學等高校和科研單位已取得了較為豐碩的研究成果[6]。圖 1-2 展示了哈爾濱工業(yè)大學自主研制的大型超精密加工機床[7]，此機床能夠加工直徑為 1200mm 的非球面光學零件，并可以實現(xiàn)優(yōu)于 1μm的加工精度。

及其基礎(chǔ)部件作為大力發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一�；卫碚摰陌l(fā)展以及高精度的直驅(qū)式電機和角術(shù)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟并廣泛地應(yīng)用于超精密加了液體靜壓支撐原理和靜壓軸承技術(shù)，在工作狀的轉(zhuǎn)子與定子完全分隔開，避免了二者之間的機力小、無低速爬行現(xiàn)象、承載力和剛度高等優(yōu)點還具有誤差均化的作用，能夠提高靜壓轉(zhuǎn)臺的回由于采用電機直接驅(qū)動的傳動方案，使得靜壓差干擾，并顯著地提高了系統(tǒng)的剛性和響應(yīng)時間了一臺多軸運動的超精密機床及其運動控制鏈臺作為精密和超精密機床的重要部件，控制著被定位，對于超精密機床的加工精度、運動誤差和。因此，在設(shè)計超精密機床的過程中，分析靜壓對機床加工精度的影響是非常必要的，國內(nèi)外的液體靜壓支撐和節(jié)流理論以及影響靜壓轉(zhuǎn)臺工具有高剛度和高精度等更高性能的靜壓轉(zhuǎn)臺。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Yb∶LuScO3晶體的超精密光學加工及其激光性能[J]. 沈馮峰,徐學科,高文蘭,于浩海,張龍,邵建達.  光學精密工程. 2018(10)
[2]超精密液體靜壓回轉(zhuǎn)工作臺研制[J]. 胡秋,汪俊文,袁南南,王寶瑞.  制造技術(shù)與機床. 2018(04)
[3]單晶藍寶石高效超精密加工技術(shù)研究[J]. 何艷,苑澤偉,王坤,李樹榮.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2018(02)
[4]考慮離心力的定量式扇形靜壓轉(zhuǎn)臺承載力建模[J]. 劉志峰,渾連明,殷亞文,王建華,羅宗蘭,董湘敏.  吉林大學學報(工學版). 2017(06)
[5]Thermal and tilt effects on bearing characteristics of hydrostatic oil pad in rotary table[J]. 劉志峰,湛承鵬,程強,趙永勝,李小燕,王義達.  Journal of Hydrodynamics. 2016(04)
[6]力矩電機直驅(qū)內(nèi)反饋閉式靜壓轉(zhuǎn)臺設(shè)計[J]. 潘高星,陳永亮.  液壓與氣動. 2016(07)
[7]小孔節(jié)流深淺腔動靜壓軸承承載特性解析研究[J]. 孟曙光,熊萬里,王少力,呂浪,鄭良鋼.  機械工程學報. 2015(22)
[8]力矩電機直驅(qū)靜壓數(shù)控轉(zhuǎn)臺動態(tài)性能研究[J]. 葉道鑫,洪榮晶,吳承云.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2015(10)
[9]拼接式編碼器測角誤差分析及試驗[J]. 黃龍,潘年,馬文禮,黃金龍.  中國光學. 2015(03)
[10]偏載液體靜壓轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)工況下承載力及傾覆力矩動網(wǎng)格計算方法[J]. 王少力,熊萬里,桂林,薛敬宇,符馬力,呂浪.  機械工程學報. 2014(23)

博士論文
[1]大型重載液體靜壓轉(zhuǎn)臺承載特性及流固熱耦合規(guī)律研究[D]. 王少力.湖南大學 2016
[2]超精密機床自補償液體靜壓軸承設(shè)計與特性研究[D]. 佐曉波.國防科學技術(shù)大學 2013

碩士論文
[1]重型數(shù)控靜壓轉(zhuǎn)臺熱變形控制技術(shù)研究[D]. 賈臻杰.電子科技大學 2018
[2]精密靜壓轉(zhuǎn)臺關(guān)鍵部件設(shè)計及試驗研究[D]. 張健.西安理工大學 2017
[3]超精密銑研復合加工系統(tǒng)設(shè)計及其實驗研究[D]. 薛家岱.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[4]機床主軸靜壓軸承剛度影響因素分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 陳卉.上海交通大學 2015
[5]基于流固耦合方法的氣浮軸承剛度優(yōu)化設(shè)計與實驗[D]. 吳斌.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[6]大徑高比超精密液體靜壓轉(zhuǎn)臺的設(shè)計與分析[D]. 吳九達.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[7]液體靜壓支承系統(tǒng)油腔工作性能研究[D]. 張成印.北京工業(yè)大學 2011
[8]圓弧刃金剛石刀具刃磨機擺軸控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 徐戰(zhàn)波.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[9]超精密主軸回轉(zhuǎn)精度測試研究[D]. 劉敏.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[10]大型超精密機床液壓軸系幅板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D]. 龐占東.哈爾濱工業(yè)大學 2007



本文編號：3020434